太陽(yáng)能空調(diào)熱水一體機(jī)制熱工況節(jié)能控制技術(shù)的研究

【摘要】：本文研究的太陽(yáng)能空調(diào)熱水一體機(jī),將熱泵技術(shù)與太陽(yáng)能集熱技術(shù)相結(jié)合,既可以提供制冷、制熱,又可以生產(chǎn)衛(wèi)生熱水,是一種機(jī)電一體化的節(jié)能設(shè)備。然而,由于熱泵低溫制熱性能較差,且太陽(yáng)能集熱效果隨天氣變化波動(dòng)較大,使得這種設(shè)備在空調(diào)制熱和制熱水工況(統(tǒng)稱制熱工況)下的控制方法成為設(shè)備能否高效運(yùn)行的一個(gè)關(guān)鍵問題。本文研究了太陽(yáng)能集熱量隨天氣的變化規(guī)律,對(duì)太陽(yáng)能空調(diào)熱水一體機(jī)制熱工況提出了一種全新的節(jié)能控制技術(shù),使設(shè)備在冬季和過渡季節(jié)制熱工況得到更高的能源利用率。本文開展的具體工作如下： 對(duì)太陽(yáng)能空調(diào)熱水一體機(jī)制熱工況的工作原理進(jìn)行分析,提出系統(tǒng)控制策略在于最大化利用太陽(yáng)能制熱,減少使用一體機(jī)制熱的能耗；對(duì)日制熱水需熱量、一體機(jī)單獨(dú)制熱水制熱量以及太陽(yáng)能集熱模塊制熱量建立了相應(yīng)預(yù)測(cè)計(jì)算的數(shù)學(xué)模型,并通過實(shí)驗(yàn)研究的方法對(duì)相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了檢驗(yàn)和簡(jiǎn)化,特別是推導(dǎo)出預(yù)測(cè)太陽(yáng)能集熱量的離散化積分運(yùn)算方法。 結(jié)合上述熱量的預(yù)測(cè)計(jì)算方法,制定了系統(tǒng)制熱工況的節(jié)能控制策略,對(duì)系統(tǒng)的熱量預(yù)測(cè)和判斷流程進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)；通過對(duì)軟硬件的設(shè)計(jì),作者試制出控制器成品,并對(duì)安裝了本控制器的太陽(yáng)能空調(diào)熱水一體機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行測(cè)試,控制器運(yùn)行穩(wěn)定、預(yù)測(cè)效果良好；測(cè)試結(jié)果表明,本節(jié)能控制策略比傳統(tǒng)控制方法進(jìn)一步節(jié)能,提高了系統(tǒng)制熱工況的能源利用率。本文研究的成果對(duì)推動(dòng)我國(guó)空調(diào)和熱水設(shè)備領(lǐng)域的節(jié)能減排具有重要的意義。 【關(guān)鍵詞】：太陽(yáng)能 空調(diào)熱水一體機(jī) 制熱工況 熱量預(yù)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TK513
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 目錄6-8
• 符號(hào)說明8-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題來(lái)源9
• 1.2 課題研究的背景及意義9-12
• 1.2.1 課題研究的背景9-11
• 1.2.2 課題研究的意義11-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 太陽(yáng)能空調(diào)熱水一體化設(shè)備的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 空調(diào)熱水一體機(jī)的研究現(xiàn)狀13
• 1.3.3 太陽(yáng)能熱泵熱水系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第二章 制熱工況的工作原理分析與控制策略研究17-24
• 2.1 制熱工況的工作原理分析17-20
• 2.1.1 空調(diào)制熱模式的工作原理與控制要求分析17-18
• 2.1.2 單獨(dú)制熱水模式的工作原理與控制要求分析18-19
• 2.1.3 空調(diào)制熱兼制熱水模式的工作原理與控制要求分析19-20
• 2.2 太陽(yáng)能空調(diào)熱水一體機(jī)制熱工況控制策略的研究20-23
• 2.2.1 系統(tǒng)制熱工況控制要求總結(jié)20
• 2.2.2 系統(tǒng)制熱水模式節(jié)能控制策略研究20-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 制熱水環(huán)節(jié)的熱量預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型建立24-32
• 3.1 日制熱水需熱量的計(jì)算24
• 3.2 一體機(jī)制熱水的制熱量數(shù)學(xué)模型建立24-27
• 3.3 太陽(yáng)能集熱模塊的制熱量數(shù)學(xué)模型建立27-30
• 3.4 本章小結(jié)30-32
• 第四章 制熱性能實(shí)驗(yàn)研究與熱量計(jì)算模型簡(jiǎn)化32-50
• 4.1 太陽(yáng)能集熱模塊制熱水實(shí)驗(yàn)研究與熱量計(jì)算模型簡(jiǎn)化32-43
• 4.1.1 太陽(yáng)能集熱實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)的建立32-33
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果分析33-35
• 4.1.3 太陽(yáng)能集熱模塊制熱量的離散化運(yùn)算方法分析35-40
• 4.1.4 太陽(yáng)能集熱模塊集熱量預(yù)測(cè)計(jì)算公式的實(shí)驗(yàn)修正40-43
• 4.2 一體機(jī)制熱水實(shí)驗(yàn)研究與熱量計(jì)算模型優(yōu)化43-49
• 4.2.1 一體機(jī)制熱實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)的建立43-45
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果分析45-47
• 4.2.3 一體機(jī)制熱量的預(yù)測(cè)計(jì)算方法推導(dǎo)47-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第五章 太陽(yáng)能空調(diào)熱水一體機(jī)控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)50-67
• 5.1 控制器硬件設(shè)計(jì)50-54
• 5.1.1 硬件總體結(jié)構(gòu)50-51
• 5.1.2 硬件選型51-53
• 5.1.3 硬件電路設(shè)計(jì)53-54
• 5.2 控制器軟件設(shè)計(jì)54-63
• 5.2.1 制熱工況主程序設(shè)計(jì)55-56
• 5.2.2 溫度值采集子程序設(shè)計(jì)56-60
• 5.2.3 熱量預(yù)測(cè)與判斷子程序設(shè)計(jì)60-63
• 5.3 控制器的運(yùn)行效果和節(jié)能性分析63-66
• 5.3.1 控制器實(shí)驗(yàn)運(yùn)行效果檢驗(yàn)63-65
• 5.3.2 控制器節(jié)能性分析65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 全文總結(jié)67-68
• 6.2 工作展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 附錄1 硬件圖(部分)73-77
• 附錄2 控制器程序(部分)77-82
• 致謝82-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果83

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