基于相变蓄热的空气源热泵系统蓄放热性能实验研究.pdf

doi:10.3969/j.issn.2095-4468.2023.03.102 基于相变蓄热的空气源热泵系统蓄放热性能实验研究 基于相变蓄热的空气源热泵系统蓄放热性能实验研究 李阳1，余萌1,2，沈俊1，苏文娟1，张学军2，江龙2 （1-江苏省特种设备安全监督检验研究院，江苏南京 210036；2-浙江大学制冷与低温研究所，浙江杭州 310027）摘 要摘 要 为进一步研究基于相变蓄热的空气源热泵系统动态运行特性以及蓄放热特性，本文搭建了基于相变蓄热的空气源热泵系统蓄放热性能测试平台，并对系统进行了实验研究。研究结果表明：蓄热过程中系统平均功耗为 2.3 kW，平均制热量为 5.4 kW，平均性能系数为 2.4，冷凝蓄热器蓄热量与蓄热时间呈线性关系，在 5.8 h 的蓄热时间内蓄热量可达 31.5 kWh；放热过程中冷凝蓄热器放热量与放热时间呈幂函数关系，在 2 h 的放热时间内放热量可达 9.5 kWh，平均放热功率为 4.7 kW。相关研究成果对该系统在特定场合的应用具有一定的指导作用。关键词关键词 相变蓄热；空气源热泵；冷凝蓄热器；蓄放热性能；实验研究 中图分类号：中图分类号：TK02;TU832 文献标识码：文献标识码：A Experimental Study on Heat Storage and Release Performance of Air-source Heat Pump System Based on Phase Change Heat Storage LI Yang1,YU Meng1,2,SHEN Jun1,SU Wenjuan1,ZHANG Xuejun*2,JIANG Long2(1-Special Equipment Safety Supervision Inspection Institute of Jiangsu Province,Nanjing 210036,Jiangsu,China;2-Institute of Refrigeration and Cryogenics,Zhejiang University,Hangzhou 310027,Zhejiang,China)Abstract In order to further investigate the dynamic operating characteristics and heat storage and release performance of an air source heat pump system based on phase change heat storage,a heat storage and release test platform of air source heat pump system based on phase change heat storage unit is set up,and an experimental study on this system is carried out.The results showed that the average power consumption,average heating capacity,and average coefficient of performance are 2.3 kW,5.4 kW,and 2.4,respectively,during the heat storage process.The heat storage capacity of condensing heat storage unit had a linear relationship with the storage time,which could reach 31.5 kWh within the heat storage time of 5.8 h.The heat release capacity of condensing heat storage unit had a power function relationship with the release time,which could reach 9.5 kWh within the heat release time of 2 h,and the average heat release power is 4.7 kW.The research results can provide an effective guidance on the application of this system in specific occasions.Keywords Phase change heat storage;Air source heat pump;Condensing heat storage unit;Heat storage and release performance;Experimental study *张学军（1968），男，教授，博士。研究方向：制冷空调节能技术，文物环境控制技术。联系地址：浙江省杭州市浙大路38 号，邮编 310027。联系电话：[phone]。E-mail:。基金项目：国家自然科学基金（No.51976178），江苏省市场监督管理局项目（No.KJ2023001）。0 引言引言 空气源热泵技术作为一种可再生能源技术，能够从空气中获取低品位热能，通过消耗一小部分电能将其转换成高品位热能，具有节能、环保、高效等优点1-5。目前，空气源热泵在我国得到了广泛应用，但还存在一些问题。首先，空气源热泵的引入使得电网高峰负荷急剧增大，直接影响了地区供电第43卷 第3期 2023年6月 制 冷 技 术 Chinese Journal of Refrigeration TechnologyVol.43,No.3 Jun.20238 安全和质量；其次，空气源热泵用于供暖一般需配置较大体积的蓄热水箱，增加了占地面积；最后，空气源热泵在低温下运行会因室外蒸发器吸热不足（结霜）而影响制热性能，甚至造成宕机6。针对上述问题，可通过空气源热泵结合相变蓄热技术来解决。作为蓄热技术的重要组成之一，相变蓄热技术可有效解决供热端与用户端在时间和空间上的不匹配问题，是提高能源利用效率的有效手段7-11。刘红娟等12提出了采用相变蓄热单元对热泵空调系统的冷凝热进行回收利用的方案，研究结果表明该系统能提供满足供热需求的生活用水。AGYENIM 等13通过在空气源热泵系统冷凝侧设置相变蓄热单元的方式来平衡当地电网用电负荷，实验结果表明当对相变蓄热单元进行传热强化后，其尺寸至少能减小 30%左右。KELLY 等14利用数值模拟比较了基于相变蓄热单元或蓄热水箱的空气源热泵供暖系统与传统空气源热泵系统的能耗情况，结果表明针对一定蓄热量，相变蓄热单元的体积远远小于蓄热水箱体积。MAZO 等15设计了一种基于相变蓄热的辐射采暖末端，并将其与空气源热泵系统联合，采用夜间蓄热、白天放热的方式进行建筑供暖，该方法能够满足建筑供暖的全天候需求，实现了电网削峰填谷，较传统空气源热泵系统节能将近 18%。CABROL 等16利用 TRNSYS 对基于相变蓄热辐射末端的空气源热泵供暖系统进行了模拟分析，结果表明相变蓄热辐射末端能够有效保障室内温度稳定性。韩宗伟等17对基于相变蓄热的太阳能-空气源热泵系统供暖在沈阳的可行性进行了理论分析，结果表明该系统在沈阳能够满足整个供暖季的热负荷需求。LI 等18利用数值模拟针对空气源热泵为相变蓄热单元进行蓄热的过程进行了综合能效分析，结果表明系统能耗与相变蓄热单元供水流量的关系呈二次函数形式，为相变蓄热单元的优化设计提供了理论指导。王志华等19通过数值模拟的方法对基于相变蓄热的空气源CO2热泵系统进行了分析和优化，研究结果表明当环境温度从-23 上升到-5 时，系统性能系数（Coefficient of Performance，）COP 上升了 13.3%。综上所述，基于相变蓄热的空气源热泵系统可通过“削峰填谷”来平衡电网负荷，从而减少用电成本；相变蓄热单元具有比传统蓄热水箱更高的蓄热密度，从而减少设备占地面积，且供水温度更稳定；严寒地区应用空气源热泵时，可利用相变蓄热单元进行白天蓄热，夜间放热，从而避免系统在低温下运行20-22。因此，为进一步研究基于相变蓄热的空气源热泵系统动态运行特性以及蓄放热特性，本文搭建了基于相变蓄热的空气源热泵系统蓄放热性能测试平台，并对系统进行了实验研究。该研究可为相变蓄热系统的高效构建及其在空气源热泵系统中的科学应用奠定实践基础。1 实验原理及方法实验原理及方法 1.1 实验设备实验设备 基于相变蓄热的空气源热泵系统蓄/放热性能测试平台如图 1 所示，该平台主要由制冷剂环路和循环水环路组成，通过制冷剂环路对系统中蓄放热装置（冷凝蓄热器）进行蓄热，蓄热完成后再通过循环水环路将冷凝蓄热器中热量放出，以此对系统进行蓄放热性能测试。热力膨胀阀恒温水箱热力膨胀阀恒温水箱 制冷剂制冷剂 循环水循环水蒸发器过冷器水泵蒸发器过冷器水泵1热泵压缩机气液分离器油分离器调节阀冷凝蓄热器热泵压缩机气液分离器油分离器调节阀冷凝蓄热器干燥过滤器视液镜干燥过滤器视液镜t2水箱水箱水泵水泵2t1t3t4pcpemrtwitwomw截止阀截止阀 图图 1 基于相变蓄热的空气源热泵系统蓄放热性能测试平台基于相变蓄热的空气源热泵系统蓄放热性能测试平台 制冷剂环路中热泵压缩机采用谷轮ZW28KWP型号 R410A 专用涡旋压缩机，具体技术参数如表 1所示；过冷器主要用于防止蓄热阶段系统冷凝温度过高，采用套管式结构，额定换热量 4 kW；蒸发器采用风冷管翅式结构，额定换热量 7 kW，风机风量 4 000 m3/h；节流装置采用热力膨胀阀，并通过调节阀门开度的方式将系统过热度稳定在 8；系统中制冷剂 R410A 的充注量为 2.5 kg；循环水环路中恒温水箱用于调节并设定冷凝蓄热器进水温度，通过控制调节阀开度可设定冷凝蓄热器不同进水流量。第43卷 第3期 2023年6月 制 冷 技 术 Chinese Journal of Refrigeration TechnologyVol.43,No.3 Jun.20239 表表 1 热泵压缩机技术参数表 热泵压缩机技术参数表 技术参数 数值 名义功率/HP 2.5 排气量/(m3/h)4.6 制热量/kW 8.7 频率/Hz 50 输入功率/kW 2.4 电流/A 11.0 质量流量/(g/s)55.6 注：测试工况为蒸发温度 5，冷凝温度 55，过热度 11，过冷度 8.3。1.2 冷凝蓄热器设计冷凝蓄热器设计 1.2.1 相变材料选取 相变材料选取 石蜡类相变材料固体成型性好，不易发生过冷和相分离现象，腐蚀性小且性能稳定。此外，由于相变材料储存的是热泵系统冷凝热，而 R410A 热泵系统冷凝温度范围大致在 5055，且为满足系统供暖需求，设定系统放热阶段供水温度不低于38。综上，选用相变温度为 48 的石蜡作为此次实验的相变材料。石蜡具体物性参数通过差式扫描量热仪 DSC、Hot Disk 导热仪等测得，具体数据如表 2 所示，石蜡的密度、比热容、相变潜热和导热 系 数 分 别 为900.0 kg/m3、3.4 kJ/(kgK)、144.0 kJ/kg 和 0.3 W/(m)。表表 2 石蜡热物性参数表 石蜡热物性参数表 热物性参数 阶段 数值 相变温度/熔化 47.2 凝固 46.7 相变开始温度/熔化 41.2 凝固 48.1 相变结束温度/熔化 49.7 凝固 38.6 1.2.2 冷凝蓄热器结构 冷凝蓄热器结构 系统中关键设备为冷凝蓄热器，用于直接储存和释放热泵冷凝热，主要由制冷剂管道、循环水管道以及相变材料组成。考虑到采用石蜡作为相变材料的导数系数较低，因此必须通过合理的结构设计来提高冷凝蓄热器的蓄放热速率。基于此，通过将翅片管式换热器进行封装的方式，管内通制冷剂和循环水，管外及翅片间填充石蜡，增大了石蜡与热流体间的换热面积，具体结构如图 2 所示。冷凝蓄热器上下两层为并联结构，制冷剂管道和循环水管道呈蛇形分布，每层共 5 排管道，每排 9 个管道并行，其中中间 3 个管道是制冷剂管道，上下分布的6 个管道是循环水管道，长方形铝翅片垂直于管道的轴向方向，具体结构参数如表 3 所示。图图 2 冷凝蓄热器结构 表冷凝蓄热器结构 表 3 冷凝蓄热器结构参数表 冷凝蓄热器结构参数表 结构参数 数值 每排长宽高/mm3 1 0001 200250 排数 2 每排有效管长/mm 6000 每排管数 5 每管支路数 9 管间距/mm 200 总管内径/mm 25 总管壁厚/mm 1 支管内径/mm 16 支管壁厚/mm 1 支管横间距/mm 38 支管纵间距/mm 66 翅片宽高/mm 953231 翅片厚度/mm 0.18 翅片间距/mm 4 壳体厚度/mm 2 在确定了测试平台中所用热泵压缩机、冷凝蓄热器、过冷器、蒸发器以及恒温水箱的相关结构技术参数后，选配了适用于 R410A 制冷剂的油分离器、气液分离器、热力膨胀阀、视液镜、干燥过滤器等系统所需零配件，再结合相关测量系统搭建了直接相变蓄热型空气源热泵系统蓄/放热性能测试平台，平台实物图如图 3 所示。1.3 测量系统及误差测量系统及误差 本实验测量的参数包括：1）制冷剂环路中的制冷剂质量流量 mr、冷凝压力 pc、蒸发压力 pe、吸气温度 t1、排气温度 t2、冷凝蓄热器后温度 t3、过冷器后温度 t4、蒸发器进出口空气温度 tai和 tao；2）循环水环路中的冷凝蓄热器进出口水温 twi和 two、第43卷 第3期 2023年6月 制 冷 技 术 Chinese Journal of Refrigeration TechnologyVol.43,No.3 Jun.202310 进水流量 mw；3）在冷凝蓄热器上层沿蛇形管道平均分布了 10 根热电偶用于测量石蜡温度，插入深度 80 mm。其中 mr由制冷剂质量流量计测得；pc和 pe由压力传感器测得；t1t4由铠装铂电阻测得；tai和 tao、twi和 two、以及冷凝蓄热器内石蜡温度由热电偶测得；mw由浮子流量计测得。测试平台中所用测量仪器型号及参数如表 4 所示。图图 3 基于相变储热的空气源热泵系统蓄放热性能测试平台 表基于相变储热的空气源热泵系统蓄放热性能测试平台 表 4 测试平台中所用测量仪器型号及参数表 测试平台中所用测量仪器型号及参数表 仪器名称 型号 参数 制冷剂质量流量计 高准ELITE-CMF025 精度0.10%量程 01 090 kg/h 压力传感器 UNIK5000 精度0.20%量程 06 MPa 铠装铂电阻 Pt100 精度0.1 量程-200420 热电偶 T 型铜-康铜 精度0.5 量程-40350 浮子流量计 LZM-15 精度2%量程 218 L/min 1.4 实验方法实验方法 本实验按阶段可分为蓄热阶段和放热阶段，在蓄热阶段，开启空气源热泵系统，以冷凝蓄热器内各测点测得石蜡温度在34 左右作为蓄热初始点，随后通过启停控制过冷器侧循环水泵 2，使冷凝蓄热器的过冷度维持在 35（即系统冷凝温度与 t3的差值），以保证系统蓄热阶段安全高效运行，当冷凝蓄热器内多数测点温度超过石蜡相变熔化结束温度时表明系统蓄热完成；在放热阶段，关闭空气源热泵系统，开启循环水泵 1，并通过控制调节阀开度使进水流量 mw稳定在 10 L/min，开启恒温水箱使进口水温稳定在 34。实验过程中室外环境温度维持在 8 左右，所有测量数据均由安捷伦数据采集仪获得，采样周期 s为 5 s。通过分析系统蓄/放热阶段热泵动态运行特性以及冷凝蓄热器出水温度的变化规律，总结出影响系统蓄/放热性能的重要因素。1.5 性能评价指标性能评价指标 在测量了系统蓄放热过程中相关参数的基础上，可通过理论计算分别获得热泵系统功耗 W、制热量 P、COP、冷凝蓄热器放热功率 Pdis、冷凝蓄热器蓄热量 Qch以及放热量 Qdis：r21immo()m hhW (1)r23()Pm hh(2)COP=PW(3)dis,wwwowi()pPcmtt(4)chchis1=iQP(5)disdisdis,is1=iQP(6)式中，h1，h2，h3为制冷剂在压缩机吸气、排气以及给定过冷度下的焓值，kJ/kg，可根据各测点制冷剂温度压力进行物性推算获得；i、m、mo分别为压缩机指示效率、机械效率以及电动机效率，分别取0.8、0.75和0.8；cp,w为循环水比热容，kJ/(kg)；ch、dis分别为冷凝蓄热器的蓄热时间和放热时间，s；i为采样次数。此外，根据不确定性方程对各项系统性能评价指标进行不确定度分析，获得相应指标的相对不确定度，具体如表5所示。这些系统性能评价指标的相对不确定度主要来源于实验设备标定误差、测量仪表误差以及随机测量误差。表表 5 性能评价指标的相对不确定度 性能评价指标的相对不确定度 性能评价指标 相对不确定度/%系统功耗/kW 1.6 冷凝蓄热器蓄热功率/kW 2.1 蓄热量/(kWh)2.4 COP 5.1 冷凝蓄热器放热功率/kW 4.5 放热量/(kWh)4.9 2 实验结果分析实验结果分析 图4所示为冷凝蓄热器内石蜡各测点温度随蓄/放热时间的变化。石蜡测点1测点10分别按制冷数据采集仪 数据采集仪 冷凝蓄热器 冷凝蓄热器 热泵系统 热泵系统 恒温水箱 恒温水箱 第43卷 第3期 2023年6月 制 冷 技 术 Chinese Journal of Refrigeration TechnologyVol.43,No.3 Jun.202311 剂流向均布在冷凝蓄热器上层蓄热单元内。由图4可知，系统蓄热时间在5.8 h左右，放热时间在2 h左右。在蓄热初始阶段（01 h），测点110温度迅速上升，这是由于冷凝蓄热器内石蜡尚未达到相变熔化开始温度导致的；接着（12 h）缓慢上升，表明冷凝蓄热器内石蜡已经开始了相变熔化过程；随后（25.8 h）各测点按制冷剂流向依次迅速上升，表明冷凝蓄热器内石蜡随着制冷剂流向逐渐完成了相变熔化过程，同时也表明冷凝蓄热器内制冷剂过热区会随着蓄热时间不断增长。因此，为保证系统安全有效运行，应确保冷凝蓄热器内仍有部分石蜡尚未完成相变熔化过程，否则可能会导致系统压缩比增大，严重影响系统性能。在放热初始阶段（00.5 h），测点110温度迅速下降，这是由于冷凝蓄热器内石蜡尚未达到相变凝固开始温度导致的；随后（0.52 h）缓慢下降，表明冷凝蓄热器内石蜡已经开始了相变凝固过程。此外，测点1处石蜡温度下降幅度最大，这主要是由于蓄热过程中制冷剂流向与放热过程中循环水流向相反导致的。0246830354045505560温度温度/蓄蓄/放热时间放热时间/h 测点测点1 测点测点2 测点测点3 测点测点4 测点测点5 测点测点6 测点测点7 测点测点8 测点测点9 测点测点10 图图 4 冷凝蓄热器内石蜡各测点温度随蓄/放热时间的变化冷凝蓄热器内石蜡各测点温度随蓄/放热时间的变化 图5图7所示分别为系统功耗、蓄热功率以及COP随蓄热时间的变化。由图5可知，系统功耗在整个蓄热阶段基本维持稳定，平均功耗为2.3 kW。由图6图7可知，系统蓄热功率和COP均在蓄热开始阶段有略微上升，此后基本维持稳定，平均蓄热功率和COP分别为5.4 kW和2.4。这是由于蓄热开始阶段系统仍处于调试阶段还未稳定，从而造成了系统蓄热功率和COP的不足。此外，尽管三者在整个蓄热阶段表现出极其稳定的状态，但是短时间间隔内的变化量却相对较大，这是由于实验过程中频繁启停控制过冷器侧循环水泵2导致的。0123456012345 功耗功耗/kW蓄热时间蓄热时间/h 图图 5 系统功耗随蓄热时间的变化系统功耗随蓄热时间的变化 01234560246810 蓄热功率蓄热功率/kW蓄热时间蓄热时间/h 图图 6 系统制热功率随蓄热时间的变化系统制热功率随蓄热时间的变化 0123456012345 COP蓄热时间蓄热时间/h 图图 7 系统系统 COP 随蓄热时间的变化随蓄热时间的变化 图8所示为冷凝蓄热器蓄热量随蓄热时间的变化。由图8可知，冷凝蓄热器蓄热阶段蓄热量与蓄热时间呈线性关系，在5.8 h的蓄热时间内蓄热量可达31.5 kWh。图9所示为冷凝蓄热器进出口水温随放热时间的变化。由图9可知，冷凝蓄热器进第43卷 第3期 2023年6月 制 冷 技 术 Chinese Journal of Refrigeration TechnologyVol.43,No.3 Jun.202312 口水温在恒温水箱的作用下始约保持在34，而出口水温在放热阶段开始时呈显著降低的趋势，随后下降速率逐渐放缓。在刚开始的0.5 h内，出口水温由50.4 降低到了42.4，变化率为15.9%，这主要是由于放热阶段刚开始时冷凝蓄热器内大部分石蜡温度急剧下降导致的；在随后的1.5 h内，出口水温由42.4 降低到了38.3，变化率为9.6%，这主要是由于随着放热阶段进行冷凝蓄热器内大部分石蜡温度处于相变凝固区间导致的。0123456010203040 蓄热量蓄热量/(kWh)蓄热时间蓄热时间/h 图图 8 冷凝蓄热器蓄热量随蓄热时间的变化冷凝蓄热器蓄热量随蓄热时间的变化 0.00.51.01.52.03540455055 出口水温出口水温 进口水温 进口水温放热时间放热时间/h出口水温出口水温/2030405060 进口水温进口水温/图图 9 冷凝蓄热器进出口水温随放热时间的变化冷凝蓄热器进出口水温随放热时间的变化 图10所示为冷凝蓄热器放热量随放热时间的变化。由图10可知，冷凝蓄热器放热阶段放热量与放热时间呈幂函数关系，表明冷凝蓄热器在放热初始阶段放热速率最大，随后逐渐降低，在2 h的放热时间内放热量可达9.5 kWh。结合图8可知，冷凝蓄热器蓄热量和放热量存在较大差距，这主要是由于蓄放热时间不同导致的。图11所示为冷凝蓄热器放热功率随放热时间的变化。由图11可知，在整个放热过程中冷凝蓄热器放热功率呈下降趋势，由最开始的10.7 kW下降到了2.9 kW，平均放热功率为4.7 kW。这主要是由于在放热过程中冷凝蓄热器进口水温保持不变，而出口水温不断降低，从而使进出口水温差减小导致的。因此，为了保证系统放热阶段放热功率维持稳定，在系统实际使用过程当中，可通过逐时控制冷凝蓄热器进出水流量的方法，使冷凝蓄热器进出口水温差保持稳定。0.00.51.01.52.00246810 放热量放热量/(kWh)放热时间放热时间/h 图图 10 冷凝蓄热器放热量随放热时间的变化冷凝蓄热器放热量随放热时间的变化 0.00.51.01.52.0036912 放热功率放热功率/kW放热时间放热时间/h 图图 11 冷凝蓄热器放热功率随放热时间的变化冷凝蓄热器放热功率随放热时间的变化 表6给出了不同环境温度下系统蓄热性能的变化规律。由表6可知，给定蓄热目标量的前提下，环境温度越低，系统所需蓄热时间越长、平均功耗越高、平均蓄热功率与平均COP也越低。这主要是由于环境温度的下降导致系统蒸发压力降低，压缩比增大，从而影响了系统蓄热性能。当环境温度从10 降低到4 时，蓄热时间延长了12.7%，平均功耗增加了4.1%，平均蓄热功率减小了11.8%，平均COP衰减了15.1%。尽管如此，系统在低温环境下运行时仍能够对冷凝蓄热器进行有效蓄热。由于实验中设定系统放热阶段冷凝蓄热器的第43卷 第3期 2023年6月 制 冷 技 术 Chinese Journal of Refrigeration TechnologyVol.43,No.3 Jun.202313 进水温度恒定为34，为了保证冷凝蓄热器出口能够对建筑末端进行有效供热，其出口水温应不低于39（即进出口水温差不低于5）。表7给出了不同供水流量下系统放热性能的变化规律。由表7可知，在冷凝蓄热器进出口水温差不低于5 的前提下，供水流量越大，系统有效放热时间越短、平均放热功率越高，但有效放热量相差不大。这主要是由于供水流量的提高增加了冷凝蓄热器的供热负荷，导致其有效放热时间和平均放热功率的变化，而有效放热量不变也说明了冷凝蓄热器换热结构设计的合理性。当供水流量从5 L/min提高到12.5 L/min时，有效放热时间缩短了57.1%，平均放热功率增大了99.0%。因此，在严寒地区利用该系统进行建筑末端供热时，应重点考虑冷凝蓄热器容量与建筑负荷的匹配关系。表表 6 不同环境温度下系统蓄热性能 不同环境温度下系统蓄热性能 参数 工况 1 工况 2 工况 3 工况 4 环境温度/4 6 8 10 蓄热时间/h 6.2 6.0 5.8 5.5 功耗/kW 2.3 2.3 2.3 2.2 蓄热功率/kW 5.0 5.4 5.4 5.7 COP 2.2 2.3 2.4 2.6 表表 7 不同供水流量下系统放热性能 不同供水流量下系统放热性能 参数 工况 1 工况 2 工况 3 工况 4 供水流量/(L/min)5 7.5 10 12.5 有效放热时间/h 2.8 2.1 1.6 1.2 有效放热量/(kWh)8.5 8.5 8.5 8.5 放热功率/kW 3.1 4.1 5.3 7.1 3 结论结论 本文为进一步研究基于相变蓄热的空气源热泵系统动态运行特性以及蓄放热特性，搭建了基于相变蓄热的空气源热泵系统蓄放热性能测试平台，并对系统进行了实验研究，得出如下结论：1）蓄热阶段冷凝蓄热器内制冷剂过热区会随着蓄热时间不断增长。为保证系统安全有效运行，应确保冷凝蓄热器内仍有部分石蜡未完成相变熔化过程，否则可能会导致系统压缩比增大，严重影响系统性能；2）整个蓄热过程中系统平均功耗为2.3 kW；平均制热量为5.4 kW；平均COP为2.4；冷凝蓄热器蓄热量与蓄热时间呈线性关系，在5.8 h的蓄热时间内蓄热量可达31.5 kWh；3）整个放热过程中冷凝蓄热器出口水温在放热阶段开始时呈显著降低的趋势，随后下降速率逐渐放缓；冷凝蓄热器放热量与放热时间呈幂函数关系，在2 h的放热时间内放热量可达9.5 kWh，平均放热功率为4.7 kW；4）给定蓄热目标量的前提下，环境温度越低，系统所需蓄热时间越长、平均功耗越高、平均蓄热功率与平均COP也越低；在冷凝蓄热器进出口水温差不低于5 的前提下，供水流量越大，系统有效放热时间越短、平均放热功率越高，但有效放热量相差不大。参考文献：参考文献：1 吴迪,胡斌,王如竹,等.我国空气源热泵供热现状、技术及政策J.制冷技术,2017,37(5):1-7.2 李素花,代宝民,马一太.空气源热泵的发展及现状分析J.制冷技术,2014,34(1):42-48.3 初琦,陈杰.2019 年度中国空气源热泵行业热点分析J.制冷技术,2020,40(增刊 1):97-103.4 梁杰,陈炳泉,黄娟,等.热管式空气源热泵采暖系统实验研究J.制冷技术,2021,41(2):71-75.5 SONG M J,MAO N,XU Y J,et al.Challenges in,and the development of,building energy saving techniques,illustrated with the example of an air source heat pumpJ.Thermal Science and Engineering Progress,2019,10:337-356.6 李嘉鹏,李镇宇,曹祥,等.低温空气源热泵定频机组的节能设计J.制冷技术,2021,41(1):76-80.7 张贺磊,方贤德,赵颖杰.相变储热材料及技术的研究进展J.材料导报 A:综述篇,2014,28(7):26-32.8 柏霄翔,张华,王子龙,等.相变蓄热水箱分层特性的实验研究J.制冷技术,2021,41(5):21-25.9 沈永亮,刘淑丽,杨柳,等.基于非稳态太阳能梯级相变蓄热的数值模拟分析J.制冷技术,2020,40(3):24-31.10 王聪,翟晓强,李卉,等.相变蓄冷换热器性能的实验研究J.制冷技术,2014,34(2):11-16.11 章学来,王为,李志伟,等.一种相变蓄热材料及其蓄热热回收的实验研究J.制冷技术,2012,32(2):15-18.12 刘红娟,顾兆林,令彤彤.冷凝排热-相变蓄热热回收空调系统的实验研究J.制冷学报,2005,26(1):3-6.13 AGYENIM F,HEWITT N.The development of a finned phase change material(PCM)storage system to take advantage of off-peak electricity tariff for improvement in cost of heat pump operationJ.Energy and Buildings,第43卷 第3期 2023年6月 制 冷 技 术 Chinese Journal of Refrigeration TechnologyVol.43,No.3 Jun.202314 2010,42:1552-1560.14 KELLY N J,TUOHY P G,HAWKES A D.Performance assessment of tariff-based air source heat pump load shifting in a UK detached dwelling featuring phase change-enhanced bufferingJ.Applied Thermal Engineering,2014,71:809-820.15 MAZO J,DELGADO M,MARIN J M,et al.Modeling a radiant floor system with Phase Change Material(PCM)integrated into a building simulation tool:ANALysis of a case study of a floor heating system coupled to a heat pumpJ.Energy and Buildings,2012,47:458-466.16 CABROL L,ROWLEY P.Towards low carbon homes:a simulation analysis of building-integrated air-source heat pump systemsJ.Energy and Buildings,2012,48:127-136.17 HAN Z W,BAI C G,MA X,et al.Study on the performance of solar-assisted transcritical CO2 heat pump system with phase change energy storage suitable for rural housesJ.Solar Energy,2018,174:45-54.18 LI Y T,ZHANG N,DING Z X.Investigation on the energy performance of using air-source heat pump to charge PCM storage tankJ.Journal of Energy Storage,2020,28:101-107.19 WANG Z H,LI G C,WANG F H,et al.Performance analysis and operation optimization of air-to-water CO2 heat pump with phase change thermal storageJ.Energy and Buildings,2020,209:109-113.20 YU M,FAN Y B,ZHANG C W,et al.Simulation study on performance of an air source heat pump system combined with phase change thermal storage using alternative refrigerantsJ.International Journal of Refrigeration,2021,125:13-24.21 YU M,LI S,ZHANG X J,et al.Techno-economic analysis of air source heat pump combined with latent thermal energy storage applied for space heating in ChinaJ.Applied Thermal Engineering,2021,185:116-124.22 YU M,ZHANG C W,FAN Y B,et al.Performance study of phase change charging/discharging processes of condensing heat storage in cold regions based on a mathematical modelJ.Applied Thermal Engineering,2021,182:115-120.中国制冷学会专业技术人员工程能力评价介绍 中国制冷学会专业技术人员工程能力评价介绍 中国制冷学会经中国科协批准，开展制冷系统、制冷空调设备和空调系统三个方向的见习工程师、助理工程师、工程师、高级工程师和资深工程师专业技术人员的工程能力评价。中国制冷学会于2014年成为全国学会专业技术人员专业工程能力评价工作群的发起单位之一，建立了全国学会群工程能力评价工作网站、制定了全国学会群工程能力评价实施通则、推进全国学会群的工程能力评价互认，同时积极推进学会群成员与国际学术团体的工程能力评价互认。中国制冷学会成立了由28名专家教授组成的专业技术人员专业工程能力评价工作委员会，制定了学会工程能力评价通则和考试大纲等，将更真实、有效地为从事制冷空调等相关专业技术人员，提供反映其专业素养和专业水准的工程能力评价，为社会录用制冷空调技术人员提供可靠参考，更加有序地承接政府转移职能政策，为制冷空调专业技术人员和行业做好服务。欢迎广大制冷专业技术人员来电咨询（中国制冷学会社会服务部赵全华，010-68711410），也可到中国制冷学会网站（）查询。每年6月份开始报名，10月份正式考试。报名网址：http:/。上海地区报名请联系上海市制冷学会办公室。联系地址：上海市黄浦区南昌路47号3313室（200020）。联系电话：[phone]（办公室）、13916722553（贾老师）、15021138011（谈老师）。电子邮箱：。（上海市制冷学会办公室 供稿）第43卷 第3期 2023年6月 制 冷 技 术 Chinese Journal of Refrigeration TechnologyVol.43,No.3 Jun.202315