太阳能辅助空气源热泵供暖实验和模拟研究

论文摘要

针对空气源热泵的气候依赖性特点,在天津地区建立了用于办公楼的空气源热泵供暖、空调与供热水的三联供系统,以研究空气源热泵在北方地区应用的可行性。论文对空气源热泵进行冬季供暖与供热水的实验,得到了不同运行方式下供回水温度、室内温度、环境温度与相对湿度、系统能耗等数据,据此研究气候条件和供暖负荷率对机组运行效果的影响,以及从保证一次能源利用率的角度如何设定化霜参数等问题。实验表明天津地区冬季采用空气源热泵进行供暖具有技术可行性。在实验研究基础上,对空气源-太阳能组合系统进行模拟研究。分析不同供暖面积下,集热器面积及出口参数对热泵供暖运行性能的影响,提出较为合理的匹配及运行方式。研究结果表明天津地区冬季只采用空气源热泵进行供暖并不经济,为提高其运行性能与经济性,采用太阳能辅助的组合系统是有效的。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景与意义
• 1.2 课题研究现状
• 1.2.1 国外空气源热泵研究发展现状
• 1.2.2 国内空气源热泵研究发展现状
• 1.2.3 空气源热泵仿真研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 太阳能辅助空气源热泵系统
• 2.1 空气源热泵运行特性
• 2.1.1 冬季供暖运行结霜与除霜
• 2.1.2 结霜除霜对运行性能的影响及能耗分析
• 2.2 空气源热泵结霜条件
• 2.2.1 空气温度和湿度对成霜的一般性影响
• 2.2.2 供暖季气温的区域性特点
• 2.2.3 供热季节性能系数的区域性特点
• 2.3 天津地区气象特点对空气源热泵适用性的影响
• 2.3.1 冬季整体气象特点
• 2.3.2 办公建筑供暖时段天气特点
• 2.4 太阳能辅助空气源热泵系统的设计
• 2.4.1 太阳能辅助的优势
• 2.4.2 太阳辐射特点
• 2.4.3 太阳辐射量的计算
• 2.4.4 空气源热泵－太阳能组合系统
• 2.5 本章小结
• 第三章 空气源热泵供暖实验研究
• 3.1 实验系统简介
• 3.1.1 实验系统组成
• 3.1.2 空气源热泵运行模式
• 3.2 实验结果与分析
• 3.2.1 化霜周期的影响
• 3.2.2 系统COP与制热量
• 3.2.3 供水温度的影响
• 3.2.4 气温与相对湿度对结霜的影响
• 3.2.5 供暖季整体数据
• 3.3 本章小结
• 第四章 空气源热泵-太阳能组合系统的模拟研究
• 4.1 平板集热器模型
• 4.1.1 平板集热器特点
• 4.1.2 集热器模型的建立
• 4.2 空气源热泵机组模型
• 4.2.1 压缩机模型
• 4.2.2 冷凝器模型
• 4.2.3 节流机构模型
• 4.2.4 蒸发器模型
• 4.3 空气源热泵－太阳能组合系统模型
• 4.3.1 系统模型的建立
• 4.3.2 制冷剂性质的计算
• 4.4 模拟结果与分析
• 4.4.1 热泵机组运行性能
• 4.4.2 平板集热器对系统性能的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 进一步研究建议
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢