太阳能热泵热水系统优化设计与经济性分析

【摘要】： 能源已是当今世界瞩目的大问题，太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，是一种取之不尽的清洁能源，如何更有效地利用太阳能，和大规模利用太阳能是世界各国都十分重视的热门课题。热泵的特点在于能将热量从低温热源传到高温热源，提高低温热源的利用率：将热泵技术与太阳能热利用技术相结合，发展前景广阔。本文分析研究了太阳能热泵热水系统的技术特点，并从优化设计入手通过Excel表格计算功能对系统进行设计和校核计算。理论模型上，能够满足用户全年各个时段的使用负荷要求；在此基础之上，通过实验验证在压缩机前接毛细管可以降低压力，解决吸气压力过高的问题。最后通过经济性分析得出与常规能源热水器相比具有耗能少的优点。 【关键词】：太阳能热泵热水器 Excel 优化设计 经济分析
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TK513
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 绪论7-17
• 1.1 课题的研究背景及意义7-10
• 1.1.1 我国的能源状况7-8
• 1.1.2 课题的意义8-10
• 1.2 太阳能热泵系统技术的国内外发展现状10-12
• 1.2.1 太阳能热泵技术在国外的发展现状10-11
• 1.2.2 国内太阳能热泵研究及发展现状11-12
• 1.3 太阳能热泵系统12-16
• 1.4 本文的主要任务16-17
• 第2章 太阳能热泵系统17-34
• 2.1 太阳能的特点17-22
• 2.1.1 太阳能17
• 2.1.2 影响太阳辐射的各种角度及其计算17-20
• 2.1.3 太阳方位角20
• 2.1.4 太阳辐射的计算方法20-22
• 2.2 集热器倾角求解22-24
• 2.2.1 集热器的定向23
• 2.2.2 集热器倾角23
• 2.2.3 倾斜面上的太阳光线入射角23-24
• 2.3 集热器24-29
• 2.3.1 集热器的结构选择24-25
• 2.3.2 材料选择25-29
• 2.3.3 集热器的吸收涂层29
• 2.4 太阳能热泵的其它元素29-34
• 2.4.1 热泵换热器29-30
• 2.4.2 蓄热装置30-32
• 2.4.3 热泵工质的选择32-33
• 2.4.4 压缩机及热力膨胀阀33-34
• 第3章 太阳能热泵的选择模型及优化设计34-58
• 3.1 太阳能热泵的系统分析34-35
• 3.2 系统数学模型的建立35-41
• 3.2.1 集热蒸发器数学模型的建立35-40
• 3.2.2 压缩机的数学模型40-41
• 3.2.3 冷凝器的数学模型41
• 3.3 优化方案选择41-49
• 3.3.1 方案的选择与优化41-42
• 3.3.2 太阳能热泵热水器参数选定指标42
• 3.3.3 实验模型设计计算42-49
• 3.4 太阳能热泵系统的实验研究49-56
• 3.4.1 实验目的49
• 3.4.2 太阳能热泵实验装置49
• 3.4.3 装置的实验过程说明49-50
• 3.4.4 实验测试仪器、方法及数据处理50-56
• 3.5 优化设计的有关结论56-58
• 第4章 太阳能热泵经济分析及评价58-65
• 4.1 太阳能热泵的经济效益58-59
• 4.2 太阳能热泵的初投资59-60
• 4.2.1 太阳能热泵系统经济评价指标59
• 4.2.2 计算给定参数59-60
• 4.3 太阳能热泵系统经济性分析实例60-63
• 4.3.1 采用最优化系统运行费用经济分析60-62
• 4.3.2 各类热水系统的经济性比较62-63
• 4.4 结论63-65
• 第5章 结论和展望65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-69
• 攻读学位期间的研究成果69

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