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针对低温环境下空气源热泵供热性能系数(COP)较低的状况,课题组经过3年多的实验研究,研发了新型相变蓄热蒸发型空气源热泵系统。主要是增设相变蓄热器。当室外环境温度高于平衡点温度时,利用蓄热技术将热量贮存在蓄热材料中;当室外环境温度比较低时,蓄热材料向系统放热,供向热用户,解决了空气源热泵在低温环境下的热量供需矛盾等问题。同时利用蓄热进行除霜,缩短了机组除霜时间,杜绝了向房间内吹冷风的现象,显著提高了空气源热泵的供热质量和运行性能。本文提出了相变蓄热器、冷凝器和蒸发器串并联相结合的相变蓄热蒸发型空气源热泵系统方案,通过合理布置相变蓄热器,将蓄热器作为后冷凝器,利用制冷剂潜热蓄热,在有效时间内加快蓄热速度。通过实验研究,确定采用80%Na2SO4?10H2O+20%Na2HPO4?12H2O作为相变蓄热材料,并提出一种有效的相变蓄热的传热计算方法,准确地计算每一时刻的蓄热量和放热量。为了实施热泵系统的控制,计算给出基于供热需求的系统工质流量与电子膨胀阀开度关系;设计了相变蓄热蒸发型空气源热泵系统控制策略,可实现供热-蓄热、供热-放热和除霜3种运行工况的自动切换以及安全保护;采用DOPsoft软件设计了人机交互界面,可实时显示、设定和监控系统参数,通过与上位机连接,可以读取和储存数据。针对热泵机组的工作稳定性和环境适应性要求,提出了基于PI调节的滞环控制方法,即温度控制环节中嵌入了回差控制方法,解决了系统工况切换频繁的问题,实现了系统不同工况之间的平稳过渡,从而延长了系统使用寿命。通过相关资质机构现场测试,所开发的相变蓄热空气源热泵系统的COP在15℃时达到4.8,环境温度为-15℃时COP为1.94,并且系统可以有效除霜,除霜时间为230s左右。相变蓄热蒸发型空气源热泵能够取缔寒冷地区传统的燃煤供热方式,为绿色、高效、节能、低碳的供热发展提供技术支撑。