戶用多功能太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究

【摘要】： 太陽(yáng)能熱水器是直接利用太陽(yáng)能獲得熱水的節(jié)能、環(huán)保型熱水器,但是受天氣限制太陽(yáng)能熱水器不能保證每天都能使用,因此需要輔助熱源。空氣源熱泵熱水器是利用熱泵原理,從空氣中吸熱制取熱水的節(jié)能型熱水器,但是制造成本高,僅用來(lái)制取熱水不經(jīng)濟(jì),因此嚴(yán)重阻礙了該產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。家用空調(diào)器現(xiàn)在應(yīng)用廣泛,但全年大部分時(shí)間處于閑置狀態(tài),利用率低下。 為了充分發(fā)揮太陽(yáng)能熱水器、空氣源熱泵熱水器和家用空調(diào)器三者的優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)它們的不足,我們提出了一種解決方案,把三者有機(jī)結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能,這一復(fù)合系統(tǒng)被稱為戶用多功能太陽(yáng)能熱泵(domestic multifunctional solarassisted heat pump,DMSAHP)。DMSAHP系統(tǒng)可以運(yùn)行太陽(yáng)能制熱水、熱泵制熱水、制冷、制冷兼制熱水、空氣源熱泵制熱和水源熱泵制熱6種模式。因此該系統(tǒng)既可以充分利用太陽(yáng)能制取熱水,又可以用熱泵制熱水模式作為輔助制取熱水;制冷兼制熱水模式還可以回收利用冷凝器熱制取熱水,因此能源的利用率高;水源熱泵制熱模式可以利用太陽(yáng)能制取的熱水為熱泵熱源給房間制熱,不僅能提高系統(tǒng)的制熱能力,還能提高太陽(yáng)能利用率。 首先詳細(xì)闡述了DMSAHP系統(tǒng)的基本原理及其具體可以實(shí)現(xiàn)的各種功能模式并試制了DMSAHP的樣機(jī),構(gòu)建了DMSAHP系統(tǒng)的模型。樣機(jī)的制作充分考慮到實(shí)用性,使其便于安裝和維護(hù),組合集成DMSAHP系統(tǒng)各部件后的樣機(jī)由室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)、太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)和儲(chǔ)熱水箱四個(gè)部分組成。 本文著重對(duì)DMSAHP系統(tǒng)的熱泵制熱水、制冷、制冷兼制熱水、空氣源熱泵制熱和水源熱泵制熱5種模式進(jìn)行了詳細(xì)的研究,并對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了詳細(xì)的分析。結(jié)果表明,DMSAHP系統(tǒng)這5種模式運(yùn)行可靠、性能良好。 不同環(huán)境溫度下的實(shí)驗(yàn)表明,DMSAHP系統(tǒng)熱泵制熱水模式性能系數(shù)的最大值可達(dá)5.05kW/kW;而環(huán)境溫度為7℃的低溫情況下,性能系數(shù)范圍為4.69～1.63 kW/k?？梢姛岜弥茻崴Ｊ街茻崴哂蟹浅Ｃ黠@的節(jié)能效果。 DMSAHP系統(tǒng)制冷模式下額定制冷量和能效比分別為4.981kW和2.61kW/kW。DMSAHP系統(tǒng)制冷兼制熱水模式下,綜合能效比均大于3.39 kW/kW而最大值可達(dá)6.20 kW/kW。 DMSAHP系統(tǒng)空氣源熱泵制熱模式下的額定制熱量和性能系數(shù)分別為4.938kW和2.77 kW/kW。DMSAHP系統(tǒng)水源熱泵制熱模式下,系統(tǒng)的制熱量的最小值也能達(dá)到5.758kW,最大值可達(dá)9.105kW;而該模式下系統(tǒng)的性能系數(shù)均大于3.18kW/kW,最大可達(dá)3.69kW/kW。 DMSAHP系統(tǒng)是一個(gè)功能模式多,組成部件多的復(fù)雜系統(tǒng),為了使系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行,本文還進(jìn)一步提出了適合DMSAHP系統(tǒng)特點(diǎn)的系統(tǒng)控制方案。 【關(guān)鍵詞】：多功能 太陽(yáng)能 熱泵 制熱水 制冷 制熱 能效比 性能系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TU833
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-27
• 1.1 我國(guó)能源現(xiàn)狀12-13
• 1.1.1 我國(guó)的能源供需情況12
• 1.1.2 我國(guó)能源利用效率12-13
• 1.1.3 我國(guó)建筑能耗13
• 1.2 我國(guó)太陽(yáng)能光熱利用狀況13-14
• 1.2.1 我國(guó)太陽(yáng)能資源分布情況13-14
• 1.2.2 我國(guó)太陽(yáng)能光熱利用發(fā)展現(xiàn)狀14
• 1.3 熱泵的歷史和分類14-15
• 1.3.1 熱泵的歷史及發(fā)展現(xiàn)狀14
• 1.3.2 熱泵的分類14-15
• 1.4 太陽(yáng)能熱泵國(guó)內(nèi)外研究概況15-20
• 1.4.1 太陽(yáng)能熱泵的形式15-18
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)外研究概況18-20
• 1.5 本研究的提出與研究?jī)?nèi)容20-27
• 1.5.1 本研究的提出20-21
• 1.5.2 本文研究?jī)?nèi)容21-27
• 第2章 理論研究和樣機(jī)試制27-40
• 2.1 戶用多功能太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)原理27-28
• 2.2 熱泵系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型28-32
• 2.2.1 熱泵系統(tǒng)部件模型28-30
• 2.2.2 制冷劑熱物性計(jì)算30-31
• 2.2.3 水源熱泵制熱水模擬31-32
• 2.3 戶用多功能太陽(yáng)能熱泵樣機(jī)試制32-35
• 2.3.1 樣機(jī)室外機(jī)33-35
• 2.3.2 樣機(jī)室內(nèi)機(jī)、太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)和儲(chǔ)熱水箱35
• 2.4 測(cè)試裝置35-38
• 2.5 本章小結(jié)38-40
• 第3章 熱泵制熱水模式實(shí)驗(yàn)研究40-56
• 3.1 熱泵制熱水模式介紹40-41
• 3.2 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明41-44
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)方案一42
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)方案二42
• 3.2.3 測(cè)試參數(shù)42-44
• 3.3 方案一實(shí)驗(yàn)結(jié)果44-47
• 3.3.1 系統(tǒng)輸入功率44-45
• 3.3.2 壓縮排氣壓力45
• 3.3.3 壓縮機(jī)排氣溫度45-46
• 3.3.4 系統(tǒng)瞬時(shí)性能系數(shù)46-47
• 3.4 方案二實(shí)驗(yàn)結(jié)果47-50
• 3.4.1 系統(tǒng)輸入功率47-48
• 3.4.2 壓縮機(jī)排氣壓力48
• 3.4.3 壓縮機(jī)排氣溫度48-49
• 3.4.4 系統(tǒng)瞬時(shí)性能系數(shù)49-50
• 3.5 兩種方案實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比50-54
• 3.5.1 工況一條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比50-52
• 3.5.2 工況二條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比52-54
• 3.6 本章小結(jié)54-56
• 第4章 制冷和制冷兼制熱水兩種模式對(duì)比研究56-73
• 4.1 制冷和制冷兼制熱水兩種模式介紹56-58
• 4.1.1 制冷模式56-57
• 4.1.2 制冷兼制熱水模式57-58
• 4.2 制冷和制冷兼制熱水兩種模式實(shí)驗(yàn)58-62
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明58-60
• 4.2.2 測(cè)試參數(shù)60-62
• 4.3 制冷和制冷兼制熱水兩種模式實(shí)驗(yàn)結(jié)果62-71
• 4.3.1 制冷模式實(shí)驗(yàn)結(jié)果62-63
• 4.3.2 制冷兼制熱水模式實(shí)驗(yàn)結(jié)果63-71
• 4.4 本章小結(jié)71-73
• 第5章 空氣源和水源熱泵制熱兩種模式對(duì)比研究73-84
• 5.1 空氣源和水源熱泵制熱兩種模式介紹73-75
• 5.1.1 空氣源熱泵制熱模式73-74
• 5.1.2 水源熱泵制熱模式74-75
• 5.2 空氣源和水源熱泵制熱兩種模式實(shí)驗(yàn)75-77
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明75-76
• 5.2.2 測(cè)試參數(shù)76-77
• 5.3 空氣源和水源熱泵制熱兩種模式實(shí)驗(yàn)結(jié)果77-82
• 5.3.1 空氣源熱泵制熱模式實(shí)驗(yàn)結(jié)果77-78
• 5.3.2 水源熱泵制熱模式實(shí)驗(yàn)結(jié)果78-82
• 5.4 本章小結(jié)82-84
• 第6章 系統(tǒng)控制方案84-90
• 6.1 控制部件和感溫部件84
• 6.2 控制方案說(shuō)明84-89
• 6.2.1 制冷或制冷兼制熱水模式84-85
• 6.2.2 空氣源熱泵制熱模式85-87
• 6.2.3 熱泵制熱水模式87
• 6.2.4 太陽(yáng)能熱水水源熱泵制熱模式87
• 6.2.5 太陽(yáng)能制熱水模式87
• 6.2.6 保護(hù)功能和故障處理87-89
• 6.3 本章小結(jié)89-90
• 第7章 全文總結(jié)和工作展望90-93
• 7.1 論文的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)90-91
• 7.2 論文的后續(xù)工作和展望91-93
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果93-94
• 致謝94

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太陽(yáng)能熱泵熱水裝置試驗(yàn)研究與應(yīng)用分析    李舒宏,武文彬,張小松,殷勇高

太陽(yáng)能熱泵供熱水系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究    白莉,張喜明,于立強(qiáng)

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直膨式太陽(yáng)能熱泵熱水器的實(shí)驗(yàn)研究    曠玉輝,王如竹

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吸附式太陽(yáng)能熱制冷技術(shù)可實(shí)現(xiàn)冰箱零耗能    

熱泵技術(shù)與可再生能源的開發(fā)利用    胡連營(yíng);

太陽(yáng)能熱泵技術(shù)分析    焦銘;

太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)制冷的研究及其應(yīng)用    戴源德

空氣源熱泵熱水系統(tǒng)應(yīng)用探討    趙興濤;王靖;

水合物在蓄冷及制冷(熱泵)領(lǐng)域的應(yīng)用    魏晶晶;謝應(yīng)明;劉道平;

格力新型超低溫空氣源熱泵(空調(diào))多聯(lián)機(jī)組性能分析    盧翠;李豐桐;

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可再生能源在住宅建筑中的應(yīng)用分析    張春枝;翁維安;

太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體制冷結(jié)露法家庭制水技術(shù)研究    王任;曲衛(wèi)迎;

渦旋壓縮機(jī)過(guò)冷儲(chǔ)液器熱泵系統(tǒng)工作特性分析    許樹學(xué);馬國(guó)遠(yuǎn);彭瓏;

太陽(yáng)能+熱泵熱水工程節(jié)能分析    苑金芳;李紅;

復(fù)合低溫源熱泵機(jī)組的應(yīng)用研究    李遵悅;趙斌;

“制冷、制熱、衛(wèi)生熱水”型空氣源熱泵系統(tǒng)及分析    朱樂(lè)琪;張華;張恩澤;張旭;

太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的固體吸附式轉(zhuǎn)輪制冷機(jī)在冷藏庫(kù)中的應(yīng)用分析    鄭愛(ài)平;李建霞;

太陽(yáng)能家電日漸受寵    科文

政策扶持太陽(yáng)能進(jìn)入實(shí)操階段    陳昌成

太陽(yáng)能大廈節(jié)能高招：用中水供熱供冷    本報(bào)記者 徐國(guó)棟

農(nóng)村家庭水箱、太陽(yáng)能多功能報(bào)警及自停裝置    江蘇 房德禹

皇明跨品牌領(lǐng)養(yǎng)太陽(yáng)能“孤兒”    周春玲

中國(guó)太陽(yáng)能秋交會(huì)將現(xiàn)身今年經(jīng)洽會(huì)    周青松姜玉濤

德國(guó)面臨太陽(yáng)能組件短缺    陳曙輝　編譯

探訪北京首座太陽(yáng)能大廈    本報(bào)記者 霍霞

太陽(yáng)能與墨西哥農(nóng)業(yè)    袁炎長(zhǎng)

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