一种新型太阳能辅助吸收-再吸附-过冷压缩混合热泵系统用于寒冷气候条件下空间供暖的提案与性能分析

摘要： 吸收-再吸收热泵（ARHP）能有效利用低温太阳能进行冬季空间供暖，但受限于较低的环境温度适应性。通过结合蒸汽压缩热泵（VCHP）与吸收-再吸收热泵（ARHP）的不同优势，本文提出一种新型太阳能辅助再吸收-过冷压缩混合热泵系统，可在寒冷气候条件下实现更高的供暖能力。针对该混合系统的两个子系统建立了热力学模型，用于评估不同工况下的性能表现。研究揭示了系统设计所需的可行高压/低压（PH/PL）及蒸发温度/冷凝温度（Te/Ta）范围。基于此，从不同PH/PL和Te/Ta值角度分析了总性能系数（COPtot）、一次能源比（PER）、一次能源节约率（PESR）以及太阳辐照至供暖能力的系数（SCOP）等性能评价指标。结果表明：基准工况下上述指标分别为2.41、1.66、0.35和1.21。此外，在相同工况下将该混合系统的热源温度需求、供暖能力及环境空气温度需求与传统吸收式热泵（AHP）、单一ARHP及单一VCHP进行对比。结果显示该混合系统可将运行热源温度扩展至72℃以上，凸显了其与常规非跟踪式太阳能集热器集成的可能性，并能将可行环境空气温度扩展至-20℃以上。更重要的是，通过回收VCHP子系统的过冷热量用于ARHP子系统运行，该混合系统相比等效VCHP系统可使供暖能力提升超过50%。