摘 要：温室太阳能与空气源热泵的结合节能环保，并且能够有效解决太阳能不稳定、不易控制的问题。本文设计了温室太阳能-空气源热泵联合加热系统，并对该装置进行试验研究和讨论，结果表明太阳能-热泵联合运行可以提高系统的制热效率。
关键词：温室太阳能；空气源热泵；联合加热；试验研究
中图分类号：S214 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160230075
引言
温室太阳能在农业领域中的使用已经变得非常普遍，温室的利用使得农作物摆脱了季节和温度的限制从而得以顺利的生长，这对于农作物产量的提高以及我国农业的发展具有非常重要的意义。为保证太阳能温室的温度，目前，常用的做法是添加辅助热源或增加贮热措施，传统设备的使用虽然能够达到加热效果，但存在能耗高、污染严重等问题。温室太阳能-空气源热泵联合加热方式，不仅可以单独工作，也可采用双热源的形式，提高节能效果减少环境污染，并且克服了温室太阳能加热的缺陷。
1 温室太阳能-空气源热泵联合加热系统设计
以下主要从系统的整体设计以及具体运行方式2方面阐述温室太阳能-空气源热泵联合加热方案。
1.1 系统的整体设计
对系统进行整体设计，应考虑对太阳能的应用，而空气源热泵只作为其辅助加热系统，本文所设计的系统由3部分组成：太阳能集热系统；热泵辅助加热系统；试验温室系统。结构组成如图1所示：
太阳能加热系统是由5m2的平行板太阳能集热器、蓄水箱及必要的水阀组成；热泵加热系统由压缩机、蒸发器、冷凝器等组成；它们之间通过供热泵和集热阀连接，可以实现单独和联合运行为试验温室提供热源。
1.2 系统的运行方式
温室太阳能-空气源热泵联合加热系统的工质是热水，工质的状态化情况是：白天阳光充足，温度较高时，利用集热系统吸收阳光中的热量，这部分热量一部分对温室加热另一部分对水箱中的水进行加热，在水箱的水温达到了一定程度之后，供热过程便可以实现了。夜晚，由于温度较低，集热过程很难进行，因此太阳能不能被应用，这时空气源热泵便要发挥其功能，水吸收热量后进入压缩机，经压缩机压缩，后进入冷凝器冷凝放热，来实现对温室加热，除夜晚以外，这一加热方法在阴雨天气里同样适用。
2 温室太阳能-空气源热泵加热系统实际性能分析
对温室太阳能-空气源热泵加热系统的实际性能进行分析需要试验验证，同时也是判断这一系统可应用性的一个主要步骤，因此，在试验分析过程中，一定要注意相关数据的准确性以及完整性，从而使相关人员能够准确分析这一系统是否适合应用在具体的温室加热过程中，并为生产实践提供可借鉴的理论依据。
2.1 太阳能蓄热子系统性能方面的分析
在对太阳能蓄热子系统进行分析的过程中，要分析其集热系统以及蓄热系统的性能，这是因为，集热系统与蓄热系统是组成整个太阳能系统的2个重要部分，整个太阳能系统想要正常运行，主要依靠的也是这2部分。图2为1d之内的各个时间点及时间段的连续试验，从图中可以看出蓄热水箱的温度以及集热器出口与进口的温度都是随着时间的变化而变化的，且它们之间呈现正相关性，集热器进口温升越高出口温度和蓄水箱中水温也越高，在16：00左右达到最高点，而后环境温度下降系统温度也在下降，可以看出这一系统的性能还是比较稳定的，将其利用在具体的温室供热工作中，是可以保证温室的温度的。
2.2 空气源热泵供热系统性能方面的分析
由于太阳能需要通过集热才能被利用，因此只能应用在可以收集到热量的白天，一旦夜晚到来或阴雨天，阳光不足的时候，对温室的供热工作便需要通过空气源热泵来完成。研究空气源热泵供热系统方面的性能也是非常有必要的，同时也是可以成为判断空气源热泵能够正常的完成供热工作的一个主要手段。空气源热泵的节能性是否能够达到一定的标准在很大程度上决定着其能否被广泛的应用，而决定热泵节能性的主要指标则在其性能指数，行业内，对空气源热泵的性能指数，既COP计算的公式为：
其中，-系统供热量（kJ）；-水定压比热容（kJ/kg・℃）；m-加热水的质量（kg）；-水在测试时间内温升（℃）；W-压缩机功耗（KJ）。
通过测试水箱水温可计算出供热量，通过电功率表可读出压缩机测试时间段内耗电量W。公式（1）的应用，便可以很快的计算出空气能热泵的技能指标，同时也可以判断其能否被有效的利用，由此可见，对空气源热泵进行性能方面的测试与试验是非常必要的，同时也是非常值得被相关人员所重视的。
3 结束语
通过上述讨论可以看出，目前我国农业领域的温室供热系统由于供热状况不稳定，同时还会对环境造成一定程度的污染，因此，针对其作出一系列的改革与创新便成为了温室发展的重中之重，将太阳能与空气源热泵结合在一起的方式是目前出现的一种新的供热方式，在将其系统的应用在农业领域内之前，必须对其进行相关的试验，这样才能更好地判断其性能，从而判断其能否被有效地应用。
参考文献
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