【摘 要】
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长期以来，我国北方地区冬季供暖多采用传统的燃煤供暖，不仅能源利用率低，燃煤产物还会造成空气污染。空气源热泵具有高效、节能、环保的特点，是替代传统燃煤供暖的一种重要供暖方式，但空气源热泵在低环境温度下制热效率低、压缩机排气温度高、压缩机频繁启停等问题，严重限制了空气源热泵在北方寒冷地区特别是严寒地区的应用。解决这一问题将有利于空气源热泵在供暖领域的发展。 本文针对严寒地区供暖问题，研究空气源热泵的
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长期以来，我国北方地区冬季供暖多采用传统的燃煤供暖，不仅能源利用率低，燃煤产物还会造成空气污染。空气源热泵具有高效、节能、环保的特点，是替代传统燃煤供暖的一种重要供暖方式，但空气源热泵在低环境温度下制热效率低、压缩机排气温度高、压缩机频繁启停等问题，严重限制了空气源热泵在北方寒冷地区特别是严寒地区的应用。解决这一问题将有利于空气源热泵在供暖领域的发展。
本文针对严寒地区供暖问题，研究空气源热泵的解决方案。论文首先分析了双级压缩空气源热泵在低环境温度下的运行特性。采用MATLAB中的SIMULINK模块，对双级压缩热泵系统的换热器、压缩机等主要部件及双级压缩空气源热泵系统建立一套稳态仿真模型，通过模型仿真研究了环境温度、冷凝器进水、不同制冷剂对热泵机组的影响。结果表明，采用双级压缩可以提升热泵机组的COP并解决排气温度过高的问题，但环境温度降低导致的制热量衰减与用户负荷增加仍是一个突出的矛盾。因此，低环境温度下双级压缩空气源热泵的制热量及COP仍有待进一步提升。低温下替代R22制冷剂，以制热量最佳可选用R410A，COP最佳为目标可选用R134a。
在此基础上对双级压缩空气源热泵系统进行改进，提出了在高、低压级添加辅助压缩机的技术解决方案，对改进后系统进行仿真计算、分析辅助压缩机对热泵机组性能的影响。研究结果表明，在高、低压级添加辅助压缩机后热泵系统的制热量及制热COP均有一定程度的增加，且随着辅助压缩机容积的增加，系统制热COP存在最佳值。在低压级添加辅助压缩机的方案有更好的制热量和COP提升效果。
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