太阳能热泵供热技术在别墅采暖中的应用实验研究

【摘要】： 太阳能是新能源和可再生能源中最引人注目,开发研究最多,应用最广的清洁能源,因此可以说,未来全球能源的主流就是太阳能。太阳能热泵结合了太阳能的清洁性、可再生性和热泵的节能性,是一种节能、无污染的能源利用系统。将太阳能热泵技术应用到别墅采暖中将成为未来人们缓解建筑能耗大幅攀升的有效手段和节约能源、保护环境的重要途径。 本文论述了目前太阳能热泵技术的研究和发展现状,对太阳能热泵供热系统各组成部分进行了深入分析;建立了太阳辐射量计算和直接膨胀式太阳能热泵系统的理论模型,并用所介绍的计算方法对哈尔滨地区的太阳辐射量进行了计算,编制了相应的计算程序。 针对哈尔滨地区一套独立式别墅进行了应用太阳能热泵系统采暖的方案设计和部分理论计算,同时对系统的经济性进行了对比分析。在该别墅的室内采暖中,应用了先进的地板低温辐射采暖技术,使整个太阳能热泵系统的环保性和节能性更加增强。 建立了小型直接膨胀式太阳能热泵系统实验装置,通过实验测量和计算分析,验证了太阳能热泵理论模型的正确性以及别墅采暖方案的可行性。同时,对太阳能热泵供热系统的性能和匹配特性以及影响其性能的各种因素进行了简要分析。 【关键词】：太阳能 热泵 供热技术 别墅采暖
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TU832
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-9
• 1.2 太阳能热泵技术发展简介及系统分类9-13
• 1.2.1 太阳能热泵技术发展简介9-11
• 1.2.2 太阳能热泵系统分类11-12
• 1.2.3 太阳能热泵供热技术在别墅采暖中的应用12-13
• 1.3 国内外研究发展综述13-17
• 1.3.1 国外研究发展状况13-15
• 1.3.2 国内研究发展状况15-17
• 1.4 本文主要研究内容17-18
• 第2章 太阳能热泵供热系统理论模型18-32
• 2.1 太阳辐射量计算18-24
• 2.1.1 影响太阳辐射的各种角度及其计算18-20
• 2.1.2 一种计算太阳辐射的方法20-23
• 2.1.3 算例23-24
• 2.2 太阳能热泵系统24-31
• 2.2.1 直接膨胀式太阳能热泵系统的组成25-27
• 2.2.2 直接膨胀式太阳能热泵系统的基本工作原理27-31
• 2.2.3 热泵供热系数31
• 2.3 本章小结31-32
• 第3章 太阳能热泵供暖系统设计32-45
• 3.1 设计对象及初步参数的确定32
• 3.2 室内采暖系统设计32-37
• 3.2.1 采暖方式的选择32-34
• 3.2.2 地板辐射供暖系统的设计34-37
• 3.3 太阳能热泵系统设计37-38
• 3.3.1 太阳能热泵系统的选型37
• 3.3.2 集热器采光面积的确定37-38
• 3.3.3 压缩机的选型38
• 3.4 太阳能热泵采暖系统总体方案38-41
• 3.4.1 设计参数汇总38-39
• 3.4.2 运行控制方案39-41
• 3.5 太阳能热泵采暖系统经济性评价41-44
• 3.5.1 评价对象及评价参数41
• 3.5.2 初投资的比较41-42
• 3.5.3 年运行费用的比较42-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第4章 实验验证与分析45-59
• 4.1 实验目的和原理45-46
• 4.1.1 试验目的45
• 4.1.2 实验原理45-46
• 4.2 实验方案设计46-49
• 4.2.1 实验设备基本情况46-49
• 4.2.2 实验步骤49
• 4.3 实验结果计算与分析49-58
• 4.3.1 性能实验50-56
• 4.3.2 匹配实验56-58
• 4.4 本章小结58-59
• 结论59-60
• 参考文献60-63
• 附录1 性能实验部分数据记录63-66
• 附录2 匹配实验部分数据记录66-69
• 攻读学位期间发表的学术论文69-71
• 致谢71

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