刘 振， 陈 曦， 郑 朴， 纪煜哲

（上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093）

空气源在建筑应用技术中，是一种可再生能源，由于其高效、节能、无污染的环保优势，空气源热泵是替代燃煤锅炉的首选，已被广泛地应用于建筑供热中[1-2]。随着生活水平的提高，冬季采暖已成为北方居民生活中重要的一部分，但是采暖需要消耗大量能量。在2008 年，建筑物的能源消耗约占社会总能耗30%，而北方地区的建筑采暖能耗占全国建筑物总能耗的24.63%[3]。因此，如何有效降低北方地区采暖所需能耗是一个关键的问题，采用低能耗且高效的热泵系统可以有效地解决该问题。但是，在北方寒冷地区，空气源热泵的应用存在一定的挑战，随着环境温度的降低，压缩机的压比不断增大，排气温度不断升高，从而导致系统频繁启停，制热量和能效比等都会相应降低[4]。另外，低温导致的结霜问题，也会使空气源热泵机组的制热能效比迅速地衰减。

针对上述问题，国内外学者进行了许多深入研究。陈子丹等[5]提出一种采用CO2的空气源热泵，使用MATLAB 优化算法及分析，得出在进/出水温度为35℃/60℃工况下，环境温度为－5℃时，热泵制热效率COPh可达2 以上；Wei 等[6]基于哈尔滨地区的热泵应用提出了一种新型控制策略，用于降低两级压缩空气源热泵排气温度；马国远等[7]进行了自然冷源过冷补气的空气源热泵实验研究，结果表明过冷补气系统比单级压缩系统COPh要高，但是比普通补气压缩系统要低。Zhao 等[8]采用线性压缩机驱动热泵系统，并对其进行了实验研究，结果显示在环境温度为－20℃，热端温度为50℃时，能够输出260W 制热量且COPh达到2.1，当环境温度为0℃时，COPh可达到3。……