太陽能輔助空氣源熱泵熱水蓄熱系統(tǒng)研究

【摘要】：太陽能熱利用作為一項低品位熱源可持續(xù)的節(jié)能技術(shù)，符合當(dāng)前為緩解能源緊張和環(huán)境污染尋求新技術(shù)的方向，近年來得到了廣泛的關(guān)注。利用太陽能加熱熱水是太陽能熱利用最普遍的形式，但是太陽能的分散性、間歇性和周期性等缺點限制了其應(yīng)用范圍。本文借鑒太陽能熱泵熱水系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論，對太陽能輔助空氣源熱泵熱水蓄熱系統(tǒng)進(jìn)行研究。 本文選用結(jié)構(gòu)簡單、適用范圍廣的太陽能熱泵熱水系統(tǒng)——直膨式太陽熱泵（DX-ASHP）熱水系統(tǒng)，選用制冷劑R22作為DX-ASHP熱水系統(tǒng)的循環(huán)工質(zhì)，利用Solkan計算工質(zhì)的物性和熱力學(xué)性質(zhì)，分析DX-ASHP熱水系統(tǒng)工作過程和各部件工作工作機理，在此基礎(chǔ)上搭建直膨式太陽能熱泵熱水器實驗裝置，分別對系統(tǒng)運行中各參數(shù)的變化、各參數(shù)對性能系數(shù)（COP）的影響及充灌量對系統(tǒng)性能系數(shù)（COP）的影響進(jìn)行實驗研究。實驗結(jié)果表明： 1.太陽輻射的不穩(wěn)定性致使系統(tǒng)各運行參數(shù)處于動態(tài)的變化中，直接影響系統(tǒng)的COP。 2.制冷劑充灌量對壓縮機功率，系統(tǒng)耗電量和性能系數(shù)都有影響，充灌量為1.29kg時系統(tǒng)加熱熱水所用時間最短，平均COP最大，且系統(tǒng)耗電量少。 【關(guān)鍵詞】：直膨式太陽能熱泵 性能系數(shù) 充灌量
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU822.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-19
• 1.1 問題的提出8-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-18
• 1.2.1 系統(tǒng)流程與結(jié)構(gòu)型式11-15
• 1.2.2 系統(tǒng)運行參數(shù)15-16
• 1.2.3 系統(tǒng)匹配16-17
• 1.2.4 系統(tǒng)循環(huán)工質(zhì)17
• 1.2.5 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型17
• 1.2.6 直膨式太陽能熱泵熱水器的經(jīng)濟性[30]17-18
• 1.3 本文的主要工作18-19
• 第二章 DX-ASHP 熱水蓄熱系統(tǒng)的工作原理與熱力學(xué)分析19-34
• 2.1 DX-ASHP 熱水系統(tǒng)的工作過程及各部件工作原理20-23
• 2.2 DX-ASHP 熱水蓄熱系統(tǒng)運行模式23
• 2.3 DX-ASHP 熱水蓄熱系統(tǒng)的熱力學(xué)分析23-27
• 2.4 系統(tǒng)計算27-33
• 2.4.1 設(shè)計工況27-28
• 2.4.2 系統(tǒng)循環(huán)計算28-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 2.5.1 本章主要工作33
• 2.5.2 主要結(jié)論33-34
• 第三章 DX-ASHP 熱水器實驗系統(tǒng)34-43
• 3.1 實驗系統(tǒng)設(shè)計34-36
• 3.1.1 實驗?zāi)康?/span>34
• 3.1.2 實驗裝置及其技術(shù)參數(shù)34-35
• 3.1.3 集熱/蒸發(fā)器安置35-36
• 3.1.4 實驗系統(tǒng)各個部件的連接36
• 3.2 參數(shù)測量及采集系統(tǒng)36-40
• 3.2.1 測試點的布置36-37
• 3.2.2 參數(shù)的測量與采集系統(tǒng)37-40
• 3.3 實驗方法步驟40-41
• 3.3.1 實驗裝置安裝40
• 3.3.2 檢漏40
• 3.3.3 保溫措施40
• 3.3.4 抽真空40
• 3.3.5 充灌制冷劑40-41
• 3.4 實驗操作過程41
• 3.4.1 制冷工質(zhì)的充灌41
• 3.4.2 系統(tǒng)運行過程參數(shù)與耗電量的測定41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 3.5.1 本章主要工作41-42
• 3.5.2 主要結(jié)論42-43
• 第四章 結(jié)果及分析43-53
• 4.1 實驗中各參數(shù)的變化43-45
• 4.1.1 水溫的變化43
• 4.1.2 壓縮機進(jìn)出口溫度的瞬態(tài)變化43-44
• 4.1.3 太陽能集熱/蒸發(fā)器溫度的瞬態(tài)特性44-45
• 4.1.4 冷凝壓力和蒸發(fā)壓力的變化45
• 4.2 各個參數(shù)對性能系數(shù)（COP）的影響45-48
• 4.2.1 水溫對 COP 的影響45-46
• 4.2.2 集熱量對 COP 的影響46-47
• 4.2.3 壓縮機耗電量對 COP 的影響47
• 4.2.4 環(huán)境溫度和輻照強度對 COP 的影響47-48
• 4.3 制冷劑充灌量對 DX-ASHP 熱水蓄熱系統(tǒng)性能的影響48-52
• 4.3.1 制冷劑充灌量對加熱時間的影響48-49
• 4.3.2 制冷劑充灌量對集熱/蒸發(fā)器過熱度的影響49
• 4.3.3 制冷劑充灌量對蒸發(fā)和冷凝壓力的影響49-50
• 4.3.4 制冷劑充灌量對壓縮機功率的影響50-51
• 4.3.5 制冷劑充灌量對 COP 的影響51-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 4.4.1 本章主要工作52
• 4.4.2 主要結(jié)論52-53
• 結(jié)論及展望53-54
• 參考文獻(xiàn)54-57
• 致謝57-58
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果58

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