太阳能水源热泵复合系统运行特性研究

【摘要】： 太阳能是一种分布广泛的清洁可再生能源,取之不尽、用之不竭,但由于其能流密度低、不稳定等缺陷影响了其使用的范围。热泵作为一种节能环保型空调技术,以其一机多用、无污染等优点而受到广泛的重视。太阳能与热泵技术相互结合,不仅可以提高太阳能利用效率,而且对于缓解能源与环境问题具有重要意义,具有广阔的发展前景。 本文在结合太阳能与水源热泵技术优缺点的基础上,提出了一种太阳能水源热泵复合系统,给出了太阳能水源热泵复合系统工作原理及构成,详细分析了太阳能水源热泵复合系统的运行模式及可实现的功能。 在此基础上,本文详细介绍了太阳能的特点、太阳辐射及太阳能集热器效率的计算、分析了平板式太阳能集热器传热模型和计算方法,针对太阳能水源热泵复合系统的运行工况,建立了太阳能集热系统及蓄热水箱的分析模型,对太阳能水源热泵复合系统在不同运行工况下进行了理论分析,同时介绍了系统的控制原理及实现方法,为后文的测试提供理论依据。 在此基础上,对太阳能水源热泵系统平台进行了介绍,根据所研究系统的实际需要,主要对系统运行模式进行了深入研究,分析了太阳能水源热泵复合系统在不同模式下的运行特性。 结合系统工程实例和运行的实际情况,本文对该系统进行了经济性分析,结果表明该系统在经济上非常可行,运行效果显示该系统节能效果十分明显,具有较高的推广价值。 【关键词】：太阳能 水源热泵 集热器 运行特性
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TU833
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 当前的能源现状10
• 1.2 中国能源消耗急剧增长10-11
• 1.3 建筑节能11-14
• 1.3.1 中国利用太阳能的资源条件11-13
• 1.3.2 国内外太阳能技术应用现状13-14
• 1.4 热泵技术14-15
• 1.4.1 不同热源热泵及其供暖特点14-15
• 1.5 太阳能热泵系统15-18
• 1.5.1 课题国内外的研究现状17-18
• 1.6 课题研究的主要内容18-20
• 第2章 太阳能水源热泵复合系统20-26
• 2.1 太阳能水源热泵复合系统的结构组成和工作原理20-21
• 2.1.1 太阳能水源热泵复合系统结构组成20
• 2.1.2 太阳能水源热泵复合系统的工作原理20-21
• 2.2 太阳能水源热泵复合系统的运行模式及其运行流程图21-23
• 2.2.1 太阳能独立集热运行模式21
• 2.2.2 水源热泵独立制热模式21-22
• 2.2.3 太阳能水源热泵复合系统联合运行模式22-23
• 2.3 太阳能水源热泵复合系统的功能分析23-24
• 2.3.1 太阳能直接供暖与供生活热水23-24
• 2.3.2 水源热泵供热水24
• 2.3.3 空调工况24
• 2.4 太阳能水源热泵复合系统的技术特点24-25
• 2.4.1 节能效果显著24
• 2.4.2 太阳能和水源热泵互补24
• 2.4.3 功能多样化、调节灵活24-25
• 2.4.4 可实现建筑一体化设计25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 太阳能水源热泵复合系统理论分析26-45
• 3.1 太阳辐射的计算26-29
• 3.1.1 太阳辐射有关角度的计算26-27
• 3.1.2 太阳辐射量的计算27-29
• 3.2 太阳能集热器性能研究29-36
• 3.2.1 平板式太阳能集热器29-30
• 3.2.2 典型平板太阳能集热器的结构30
• 3.2.3 平板太阳能集热器传热过程分析30-32
• 3.2.4 平板型集热器的总热损失32-34
• 3.2.5 平板集热器的热性能34-36
• 3.3 太阳能水源热泵复合系统运行工况理论分析36-44
• 3.3.1 平板型太阳能集热器数学模型36-37
• 3.3.2 蓄热水箱数学模型37-38
• 3.3.3 太阳能水源热泵复合系统运行工况分析38-40
• 3.3.4 太阳能水源热泵复合系统运行模式控制及实现40-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 太阳能水源热泵复合系统运行特性研究45-72
• 4.1 测试目的与方法45
• 4.2 太阳能水源热泵复合系统测试平台45-52
• 4.2.1 太阳能水源热泵复合系统45-49
• 4.2.2 太阳能水源热泵复合系统测试仪器及测试参数49-51
• 4.2.3 太阳能水源热泵复合系统性能计算51-52
• 4.3 太阳能水源热泵复合系统测试结果及分析52-70
• 4.3.1 太阳能集热器性能研究52-54
• 4.3.2 系统制热水蓄冷模式性能研究54-59
• 4.3.3 系统制热水释冷模式性能研究59-64
• 4.3.4 联合运行模式性能研究64-70
• 4.4 本章小节70-72
• 第5章 太阳能水源热泵复合系统经济性分析及应用72-78
• 5.1 建筑冷热源方案设计的影响因素72-74
• 5.1.1 太阳能水源热泵复合系统节能分析73-74
• 5.1.2 环保性分析比较74
• 5.2 应用实例74-77
• 5.3 本章小结77-78
• 结论78-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-85
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录85

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