新型太陽能輔助多功能熱泵系統(tǒng)的理論與實驗研究

【摘要】：本文在綜述太陽能熱泵應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展歷史基礎(chǔ)上,結(jié)合課題的應(yīng)用背景,提出了一種新穎的太陽能輔助多功能熱泵系統(tǒng)(SAMHPS)。該系統(tǒng)將家用冷暖空調(diào)和太陽能熱水器這兩種家用節(jié)能產(chǎn)品集成起來,不但具有它們所包含的室內(nèi)普通制冷、室內(nèi)普通制熱和太陽能熱水器運行模式,而且具有太陽能輔助室內(nèi)制熱、熱泵熱水器、室內(nèi)制冷同時制熱水、制冷同時制冷水、雙熱源制熱和熱水融霜這六種更加節(jié)能的新運行模式。新型SAMHPS的可操作閥門均為普通電磁閥,具有結(jié)構(gòu)簡潔化、合理化和元件經(jīng)濟化、可控化特點,為為其產(chǎn)品化節(jié)約成本和其控制系統(tǒng)的建立掃清了道路,使該系統(tǒng)具有很強的實用性。 本文對新型SAMHPS的核心功能進行了理論仿真計算,建立了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)仿真模型,從理論上分析了新型SAMHPS核心功能模式-熱泵熱水器、太陽能輔助制熱模式所具有的高效節(jié)能效果。 在自行搭建的實驗臺上,限于時間原因,主要對室內(nèi)普通制冷、室內(nèi)普通制熱、室內(nèi)制冷同時制熱水、熱泵熱水器和太陽能輔助室內(nèi)制熱五種功能模式進行了實驗,成功地實現(xiàn)了運行模式的正常運行和各運行模式之間的平穩(wěn)過渡,并進行了多組實驗和數(shù)據(jù)分析。在熱泵熱水器模式下,在冬季室外溫度為7℃時,150L水從10℃加熱到40℃的平均系統(tǒng)效能系數(shù)COP在2.2左右；在太陽能輔助制熱模式下,水溫在6.6℃的平衡功率約2500W,制熱的系統(tǒng)效能系數(shù)COP在3.1以上。制冷同時制熱水和熱水融霜模式均具有很好的節(jié)能性。系統(tǒng)在各個功能模式下的實驗結(jié)果證實了新型SAMHPS各個功能模式相互轉(zhuǎn)化的可行性和可靠性,同時也揭示了在不同功能模式下,與SAMHPS系統(tǒng)效率提高相關(guān)的各個關(guān)鍵因素。 新型SAMHPS可以在一年四季高效穩(wěn)定運行,不但大大提高了家用冷暖空調(diào)和太陽能熱水器的利用率,而且具有更好的季節(jié)適應(yīng)性,特別適用于具有豐富太陽能且需要制冷、采暖和制熱水的我國大多數(shù)中、東部地區(qū),應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊。 【關(guān)鍵詞】：熱泵 太陽能 普通空調(diào) 熱泵熱水器 實驗 模擬
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TB65
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 主要符號表7-8
• 目錄8-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.1.1 能源危機10
• 1.1.2 環(huán)境危機10-11
• 1.2 太陽能與熱泵11-14
• 1.2.1 太陽能11-12
• 1.2.2 熱泵12-14
• 1.3 太陽能與熱泵的結(jié)合14-16
• 1.4 SAMHPS16-24
• 第二章 新型SAMHPS的提出24-34
• 2.1 研究歷程24-28
• 2.2 新型SAMHPS的功能模式和流程28-30
• 2.3 功能模式之間的切換30-34
• 第三章 仿真計算34-53
• 3.1 算法與系統(tǒng)整體計算流程設(shè)計34-37
• 3.2 系統(tǒng)部件的模型建立與擬合公式37-49
• 3.2.1 壓縮機模擬37-39
• 3.2.2 冷凝器模擬39-45
• 3.2.3 蒸發(fā)器模型45-49
• 3.2.4 節(jié)流閥模型49
• 3.3 模擬計算結(jié)果分析49-52
• 3.3.1 模擬熱泵熱水器工況49-51
• 3.3.2 模擬太陽能輔助加熱模式51-52
• 3.4 結(jié)論52-53
• 第四章 實驗研究53-73
• 4.1 實驗臺搭建與實驗方案53-58
• 4.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)53-54
• 4.1.2 實驗設(shè)備的設(shè)計與選型54-56
• 4.1.3 數(shù)據(jù)測量儀表56-58
• 4.1.4 測量設(shè)備的精度58
• 4.2 實驗過程與操作58-59
• 4.2.1 實驗準(zhǔn)備及步驟58-59
• 4.2.2 環(huán)境溫度控制59
• 4.2.3 水溫的控制59
• 4.3 實驗結(jié)果與分析59-73
• 4.3.1 普通制冷模式59-60
• 4.3.2 普通制熱模式60-61
• 4.3.3 制冷同時制熱水模式61-63
• 4.3.4 熱泵熱水器模式63-67
• 4.3.5 太陽能輔助制熱模式67-71
• 4.3.6 融霜模式71-73
• 第五章 結(jié)論與展望73-76
• 5.1 主要結(jié)論73-74
• 5.2 前景展望74-76
• 參考文獻76-81
• 致謝81-82
• 攻讀碩士期間取得的成果82

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