第
20
卷第
1
期
2005
年
3
月
湖南科技大学学报(自然科学版}
Vo
1.
20 No. 1
Mar.
2005
JαJrnal
of
Hl.I1af1 University
of
Science &
Tc回
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咱
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(Natural Science
Editi
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寒区热泵调峰供暖的参数界限与负荷分布
吴荣华，
孙德兴，
钱剑峰
(哈尔滨工业大学市政环境工程学院，黑龙江哈尔滨
150090)
摘
要:调峰的参数界
F
且是供暖系统装机容量选择的重要参数，关系到系统运行时的负荷分布与经济性.以末端散热设备为散
热器，基于热稳定条件下散热器供回水温度及系统流量与室外温度的函数关系，分析推导了调峰运行时调峰热源承担的负荷表达
式并优化求解了热泵热源出力比例最大时的运行流量，提出定义了流量分界温度界限问题，解析了调峰供暖的关键设计参数、设备
容量及其出力负荷分布特性.分析得到
z
流量处于两极端状态，流量分界温度为分界点，调峰时调峰热源所承担的最大负荷比例最
小为
50%.
图
2
，参
10.
关键词:热泵热源
z
调峰供暖;运行流量;分界温度;负荷比例
中图分类号
:TU83
1.
6
文献标识码
:A
文章编号
:1672-9102(2005)01-0079-04
利用各类低温清洁能源通过热泵技术为建筑物供
暖空调具有重要现实意义口
.2J
近几年热泵得到了大
量推广应用，但由于热泵工质与制热效率的限制，热泵
出水温度通常低于
65
OC
，在北方严寒地区难以满足寒
天的供暖要求，尤其是旧建筑的热源改造，需要采用调
峰辅助热源.但调峰热源为高温热源，只能使用矿物燃
料，因此，希望在调峰运行时，供热量尽可能大的让热
泵承担，充分达到节能与环保效益
[3
，
4J
调峰运行时，热泵与调峰热源串联运行，两者承担
的负荷比例与全系统的运行参数有关，包括运行流量、
供田水温度、未端的传热特性等.这些参数彼此相互关
联，存在很复杂的数关系，呈多变量非线性，由调峰运
行的参数界限决定.因此分析探讨各类参数界限，以明
确设计参数与装机容量，实现调峰量最小的运行工况.
1
供田水温度与流量及室外温度的变化关系
不同负荷对应不同的散热器平均温度，其关系式
是确定的白，
6J
设相对负荷
ε=Q/Qo
，其中
Q
、
Qo
分别
为任意室外气温条件下负荷与设计负荷，则有:
Q =
KF(t
p
-
tn)
,K =
A(t
p
- tn)B
Qo
=
KF(t
po
-
tn)
,
Ko
=
A(
弘一
tn
)B
收稿日期:
2003-09-09
基金项目:黑龙江省科技攻关项目〈编号
:G4GCZ1474)
式中
，
K
、
K
。为任意室外气温条件下与设计条件下散
热器传热系数
;A
，
B
为散热器实验系数日，
6J
的、
t
po
为
任意室外气温条件下与设计条件下散热器平均温度;
tn
为室内设计温度.上二式相比得到
t
p
=
tn
+
(t
po
-
t
汩汩白(1)
散热器的平均水温为供、田水温度的算术平均:
t
p
=
(t
g
+ t
h
)/2.
该平均水温可由不同的水流量与供水温度获取.但不
同的流量对应不同的供、回水温度，从而将使调峰时低
温热源与调峰热源承担不同的负荷比例.因此供、回水
温度与水流量的确定是一个优化问题.
设水流量为
G
，取流量系数
ß=G/G
o
，
流量与负荷
的关系为
[2J
G=
0.86Q/(t
g
-th)'
(2)
G
o
=
O.
86Qo /
(t
gO
一句。).
(3)
G
、
G
。分别为任意条件下与设计条件下系统流量;
tg
、
t
gO
分别为任意条件下与设计条件下供水温度山、
t
hO
分别为任意条件下与设计条件下回水温度.
(2)
、
(3)
二式相比得
tg
- t
h
=
(t
gO
- t
hO
)E/
卢，
(1)、
(4)
两式联立得到
(4)
作者简介:吴荣华
(1976-)
，男，湖北洪湖人，哈尔滨工业大学博士研究生，主要从事热泵的应用研究.
79
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