太阳能-空气双热源热泵系统性能实验

将平板微热管光伏光热组件改造为新型光伏光热蒸发器，研发新型太阳能-空气双热源热泵系统，对太阳能供热模式和双热源供热模式下系统的运行性能进行研究。研究表明：受太阳辐射和环境温度影响，双热源供热模式下环境空气的作用会在放热和吸热之间转换，环境温度与背板温度的温差在-3.1~3.5℃之间波动；双热源供热模式适合在低辐照条件下运行，其热效率、综合性能效率和COP分别达56.7%、81.7%和2.38，比太阳能供热模式提升20.3%、25.0%和6.7%；在高辐射条件下，双热源供热模式会造成系统散热加快，但是对系统发电性能有提升作用。根据上述特性，当背板温度小于环境温度时启动双热源供热模式，反之启动太阳能供热模式，可以进一步提升系统的运行效果。     

太阳能-空气能双源直膨式热泵系统夏季冷热电性能研究

本文设计了一种基于微热管阵列的太阳能-空气能双源集热蒸发(冷凝)器及双源直膨式热泵系统,该系统可有效降低光伏组件温度提升光伏发电效率,同时可实现制热和制冷功能,是一种多能互补可满足多种用能需求的新型建筑供能系统形式。搭建了太阳能-空气能双源直膨式热泵系统实验台,并对系统在夏季典型工况下的发电、供冷与提供生活热水性能进行实验测试与分析,结果表明,双源直膨式热泵系统制热运行时,PV/T组件工作对光伏组件起到了显著降温作用,相比于热泵不运行工况,组件光电功率提高56.43%,光电效率提升53.15%;双源直膨式热泵系统将180 L水由20℃加热至50℃的制热过程,系统平均制热COP为4.59,集热功率为3.20 kW,总发电量为1.43 kW·h,总耗电量为1.36 kW·h;由12℃冷却至7℃的制冷过程,系统平均EER为2.29。     

新型光伏直膨式太阳能/空气能多能互补热泵性能

以平板热管（微热管阵列）为核心部件，设计了一种新型太阳能光伏/空气集热蒸发器并建立了光伏直膨式太阳能/空气能多能互补热泵系统，实现全年供热水、冬季供热、夏季供冷以及全年光伏发电的功能。对北京地区3月至5月天气条件下的热泵系统性能进行不同运行模式（S、SA以及A模式）的实验研究。实验结果表明，在典型工况下S、SA与A模式的多能互补系统COP_s分别为4.8、4.2与3.8，综合效率分别为109.7%、125.9%、32.4%，即在有太阳辐照的条件下，S与SA模式下多能互补系统性能优于A模式。该新型光伏直膨式太阳能/空气能多能互补热泵系统性能优良，研究结果为该系统应用提供了基础数据支撑。     

基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器性能实验研究

设计一种基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器及由其组成的新型直膨式热泵系统,并对其进行实验研究与分析。实验测试平板热管在制冷剂低温取热条件下的均温性与导热性能,热泵运行工况下集热蒸发器表面温度分布、光电光热性能,以及在不同天气条件不同运行模式下热泵系统性能。结果表明,平板热管在低温取热条件下当量导热系数可达6.8×10⁵W/(m·℃),集热蒸发器运行时纵向最大温差为3.9℃;在夏季晴朗天气条件下运行太阳能模式制热水时热泵平均COP为3.62;在低辐照阴天下运行太阳能-空气能双源模式与太阳能模式相比,单位面积集热功率提高18.8%,系统平均COP提高5.7%;在无辐照的夜晚,运行空气源模式系统COP为2.54。