太阳能热泵系统的理论与实验研究及系统经济性分析

【摘要】：本文理论部分建立了太阳能热泵系统各部件的模型,包括集热板模型、冷凝器模型、蒸发器模型、压缩机模型及膨胀阀模型,并结合各部分的模型建立了系统整体的模型；为了提高集热板模型的精确度,引入了神经网络校正对集热板的理论模型进行了校正,通过验证,集热板的模拟精度得到了提高；为了使模拟更加方便,运用C#编写了太阳能热泵系统模拟软件,该软件可即时的导出数据,快捷查看模拟结果,使模拟过程更加方便；对整个系统的运行进行了模拟,得出了整个系统的运行性能情况。本文实验部建立了太阳能热泵系统实验台,分针对太阳能集热板、热泵机组及太阳能系统整体运行性能进行了实验研究和分析。实验得出了系统在冬季的太阳辐射条件下,集热器内部的水温变化和太阳辐射对于其进出口温差的影响；蒸发器进水温度与冷凝器进水温度对于压缩机进出口压力温度的影响、对于压缩机耗功的影响、对于系统制热量和吸热量及系统制热系数的影响；系统整体的运行性能情况。在实验结果的基础上对太阳辐射与系统制热量和性能系数的实验值和模拟值进行了对比分析,结果表明实验结果与模拟结果的吻合度高。本文还以典型北方地区的住宅热用户为例,全面分析了太阳能热泵系统应用于地板辐射采暖的可行性、节能性和环保性,同时分析了系统从长期运行过程中,对于用户的经济效益。得出结论,系统用于北方地区冬季采暖可有效节能减排,同时在长期运行下经济性高。 【关键词】：太阳能 热泵 性能分析 经济性分析
【学位授予单位】：天津商业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU83;TK519
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 研究背景8-9
• 1.1.1 能源问题与能源利用技术的发展8-9
• 1.1.2 太阳能热泵利用技术的提出9
• 1.2 研究现状9-11
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.3 课题的研究内容11-12
• 第二章 实验系统的建立12-20
• 2.1 太阳能热泵系统原理12
• 2.2 实验系统的设计和建立12-17
• 2.2.1 热用户侧的设计12-13
• 2.2.2 热泵机组的设计13-14
• 2.2.3 集热器的选择和设计14-17
• 2.3 测试系统的建立17-20
• 2.3.1 测点的布置17-18
• 2.3.2 测试主要仪器及设备18-20
• 第三章 太阳能热泵系统的理论研究20-48
• 3.1 太阳能平板集热器的数学模型20-27
• 3.1.2 平板太阳能集热器传热过程分20-21
• 3.1.3 平板集热器的热损失21-25
• 3.1.4 集热器有用能量的效率方程的确定25-26
• 3.1.5 集热器性能参数的迭代计算方法26-27
• 3.2 太阳能平板集热器的神经网络校正模型27-32
• 3.2.1 径向基神经网络技术27
• 3.2.2 径向基神经网络模型27-29
• 3.2.3 径向基神经网络的学习算法29-30
• 3.2.4 模型的建立30-31
• 3.2.5 模型的验证31-32
• 3.3 板式换热器的模型32-41
• 3.3.3 冷凝器的模型32-35
• 3.3.4 冷凝器模拟结果分析35-37
• 3.3.5 蒸发器的理论模型37-39
• 3.3.6 蒸发器模拟结果分析39-41
• 3.4 小型滚动转子式压缩机的模型41-42
• 3.4.1 制冷剂流量计算41
• 3.4.2 压缩机功率计算41-42
• 3.4.3 压缩机温度计算42
• 3.5 热力膨胀阀的模型42-43
• 3.5.1 热力膨胀阀的结构方程42-43
• 3.5.2 热力膨胀阀的能量方程43
• 3.5.3 热力膨胀阀的流量特性43
• 3.6 太阳能热泵系统的理论模型建立43-45
• 3.7 系统模拟结果分析45-47
• 3.8 本章小结47-48
• 第四章 太阳能热泵系统的实验研究48-75
• 4.1 实验方案的确定48
• 4.2 太阳能集热器运行性能实验研究48-50
• 4.3 热泵机组运行性能实验研究50-70
• 4.3.1 不同蒸发入口温度下压缩机运行性能51-54
• 4.3.2 不同蒸发入口温度下系统整体运行性能54-59
• 4.3.3 不同冷凝出口温度下压缩机运行性能59-62
• 4.3.4 不同冷凝出口温度下系统整体运行性能62-66
• 4.3.5 蒸发器进水与冷凝器出水对蒸发温度、冷凝温度影响66-67
• 4.3.6 蒸发温度与冷凝温度对系统性能的影响67-70
• 4.4 太阳能热泵系统整体性能实验研究70-72
• 4.5 系统实验结果与模拟结果的对比分析72-73
• 4.6 本章小结73-75
• 第五章 太阳能热泵系统供热的经济性分析75-81
• 5.1 系统供暖可行性75-76
• 5.2 节能性76-77
• 5.3 环保性77-78
• 5.4 技术经济性分析78-80
• 5.4.1 计算给定参数78
• 5.4.2 主要经济参数78-79
• 5.4.3 计算结果分析与比较79-80
• 5.5 本章小结80-81
• 第六章 结论和展望81-83
• 6.1 结论81
• 6.2 展望81-83
• 参考文献83-86
• 攻读硕士学位期间发表论文86-89
• 致谢89

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

新型太阳能热泵多功能复合机原理与热力学分析    杨前明,衣秋杰,李志敏,李桂莉

节能多孔砖墙体热工性能的数值计算及应用分析    王晓璐;黄大宇;

关于间歇采暖室外计算温度的取值    刘艳峰;王莹莹;孔丹;

基于设计选型及现场实测风机单位风量耗功率的分析    余鹏;唐辉强;

以蒸汽型替代直燃型中央空调    陈卫中,张荣玲

谈机械加压送风防烟系统送风量的计算方法    范恩强;张自军;侯峰;

关于对公共建筑舒适性空调温度的探讨    李建强,周向阳,潘阳,屈睿瑰

药厂暖通空调设计探讨    宣玲娟

住宅小区地下汽车库通风设计    宣玲娟;张爱凤;赵卫平;

某旅馆空调水系统设计缺陷及解决办法    尹贞勤

药厂净化空调设计探讨    宣玲娟

制冷机组冷凝器热回收技术    吴喜平;李竞;

太阳能热泵多功能复合机系统数学建模与仿真分析    杨前明;陈丽霞;孔祥强;谢方静;

分散空调系统之集约型空气处理机组    丁欢庆;

地源热泵与冰蓄冷复合空调系统初探    王茂盛;刁乃仁;

热力管网水力平衡分析软件(Flowra3.2)在设计中的应用    孙志勇;孟燕;

乌鲁木齐市某娱乐场所的暖通设计    王志刚;

不同类型散热器流量变化对散热量的影响    李美芹;张双喜;许冬梅;刘翠娜;

采暖管道补偿器的选用    刘贵廷;霍尚龙;

智能化办公大楼变风量空调系统设计实例    王凡;印传军;

地热能在某酒店工程中的开发利用    田彦法;

绿色建筑多功能能源系统集成机理研究    尹宝泉

热电厂能量利用与节能技术改造研究    李华

基于售后服务创新的开利空调发展策略研究    张烨华

电解铝残阳极清理局部排风罩气流场的数值模拟    王华男

体育馆热湿环境的数值模拟研究    柳君鑫

空调加湿器加湿性能的试验研究    李甲

不同送风方式下负离子净化器净化效果的研究    成霞

恒热流下地埋管周围土壤温度恢复特性的研究    赵利君

地板辐射供冷系统特性研究    黎艳

深层地热水资源在暖通空调领域中的应用探讨    窦成良

集中供热换热方式的比较及循环泵设置的研究    张秀娟

太阳能热泵系统的热力学分析和经济评价    涂敏端;

太阳能热泵系统的综合评价    刘立平,葛茂泉

太阳能热泵系统    李锐,张建国,俞坚,王志峰,高瑞恒

太阳能热泵系统简介    禚静;

直接膨胀式太阳能热泵系统的性能研究    刘立平;印鹏;

太阳能热泵系统的稳定性    王海涛;王造奇;

直膨式太阳能热泵系统的热力性能分析    刘立平;阙炎振;张华;

太阳能热泵系统中的蓄热技术    安玉华;张喜明;张春山;

太阳能热泵系统的试验研究与分析    孙冰冰;张晨阳;毛力;张哲;陈阳;

国内可再生能源文献信息    蒋崇林;

太阳能热泵系统的综合评价    刘立平;

太阳能热泵系统的热力学分析    王海英;

太阳能热泵系统的热力学分析    王海英;胡松涛;

直接膨胀式太阳能热泵系统的实验研究    刘立平;

几种制冷工质在太阳能热泵系统中应用的比较    方金升;赵红霞;韩吉田;

几种制冷工质在太阳能热泵系统中应用的比较    方金升;赵红霞;韩吉田;

R134a应用于直接膨胀式太阳能热泵系统的研究    刘立平;赵军;涂锋华;马一太;

平板/真空管型太阳能集热蓄能蒸发一体化装置的研究    周素娟;张小松;

光伏—太阳能热泵系统及多功能热泵系统的综合性能研究    裴刚

电子膨胀阀开度对光伏—太阳能热泵系统性能影响的研究    王海涛

户用多功能太阳能热泵系统的实验研究    蒋爱国

太阳能热泵系统的理论与实验研究及系统经济性分析    陈阳

光伏太阳能热泵系统的模拟研究和经济性分析    冯琳

太阳能热泵供暖系统运行优化研究    马文瑞