朱宸威 蔡颖玲 林志坚

摘 要：为解决太阳能和空气能利用中存在的能量转换效率低的问题，设计了太阳能与空气能双热源热泵系统实验平台。实验平台主要由变频压缩机、PV/T蒸发器、风冷蒸发器、蓄热水箱、电子膨胀阀、数据采集与控制系统等组成，以太阳能和空气能作为热源，R134a作为制冷工质，通过控制电磁阀和电子膨胀阀，实现3种运行模式。利用PLC和组态软件实现实验参数采集与监控，并能开展一系列综合性、创新性实验，满足科研与专业教学的需要。

关键词： 太阳能;空气能;双热源热泵;数据采集

文章编号： 2095-2163（2021）01-0094-04 中图分类号：TK519;TP274+.2 文献标志码：A

【Abstract】In order to solve the problem of low energy conversion efficiency in the use of solar energy and air source， a comprehensive experimental platform for solar energy and air source dual heat source heat pump system is designed. The experimental platform consists of variable frequency compressor， PV/T evaporator， air source heat exchanger， hot water storage tank， electronic expansion valve， a data acquisition and control system， etc. The experimental platform uses solar energy and air source as heat source and R134a as a refrigerant. By controlling solenoid valves and electronic expansion valves， three different operating modes are realized. PLC and configuration software are used to collect and monitor experimental parameters， and a series of comprehensive and innovative experiments can be carried out to meet the needs of scientific research and professional teaching.

【Key words】solar energy; air source; dual heat source heat pump; data acquisition

0 引 言

目前，能源成為国内外学者讨论的焦点[1-2]。太阳能资源成为世界各国可持续发展战略的重要组成部分[3-4]。《可再生能源发展“十三五”规划》中也明确提出要大力推广太阳能热利用的多元化发展[5]。

太阳能作为可再生能源的代表，围绕其研究内容包括太阳能光热利用系统[6-7]，太阳能光伏、光热一体化系统[8-9]和太阳能复合热源系统[10-11]等方面。由于太阳能的能量密度低、波动性较大等缺点，存在转换效率低等问题。推广应用空气能热泵系统[12-13]时，也存在供热量不足等问题。因此，本文研制了一套太阳能与空气能双热源热泵系统实验平台（以下简称实验平台）。在直膨式太阳能热泵系统的基础上，结合太阳能光电技术和空气源热泵技术的特点，形成太阳能与空气源双热源热泵系统。通过实验平台，解决太阳能和空气能利用中存在的问题，为太阳能复合热源系统的设计与应用提供一种新思路。……