并联式太阳能热泵热水系统模拟与实验研究

论文摘要

生活热水能耗作为建筑能耗的重要组成部分，且随着人们生活水平的提高，生活热水需求将越来越大。传统的热水制备方式如燃煤、燃油、燃气锅炉消耗大量的化石燃料，带来了严重的环境污染。因此，寻找一种高效洁净的新型热水制备方式迫切而重要。并联式太阳能热泵热水系统是在热泵技术和太阳能热利用技术的基础上发展起来的，它充分利用了可再生无污染的太阳能资源，并通过高效的热泵技术使资源得到最有效的利用，是目前制备热水最节能的方式之一。本文以山东半岛气候特点为背景，采用潍坊地区气象数据，利用软件模拟得出并联式太阳能热泵热水系统运行方案和模拟结果，并加以实验验证。一方面验证transys软件在工程设计中的可靠性，一方面为山东半岛地区的太阳能热泵热水实际工程提供依据。本文介绍了并联式太阳能热泵热水系统的基本原理、技术特点、运行特性及系统各主要部件的设计方法。在此基础上，针对某工厂浴室热水供应进行软件模拟分析和测试研究。本文通过模拟选择系统最优方案并分析系统的运行性能；同时在夏秋季节对某示范工程进行长期监测，得到系统的集热量、运行能耗及典型气候日系统的性能。针对软件模拟结果和测试结果进行分析。最后本文就并联式太阳能热泵热水系统在运行稳定性、节能性、环保性以及技术经济性等方面进行了阐述。得出了太阳能热泵热水系统对于工程运用及经济方面具有很强的竞争性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.1.1 节能减排的紧迫性
• 1.1.2 建筑节能的重要性
• 1.2 课题研究的意义
• 1.2.1 太阳能资源的利用
• 1.2.2 热泵技术
• 1.2.3 太阳能热泵热水系统的提出
• 1.3 空气源热泵与太阳能热水系统结合形式及其特点
• 1.4 本课题的国内外研究状况
• 1.4.1 太阳能热水系统
• 1.4.2 空气源热泵热水系统
• 1.4.3 并联式太阳能热泵热水系统
• 1.5 本课题的主要研究内容
• 第二章 并联式太阳能热泵热水系统
• 2.1 并联式太阳能热泵热水系统基本原理
• 2.1.1 系统原理
• 2.1.2 运行工况分析
• 2.1.3 系统特点
• 2.2 并联式太阳能热泵热水系统的分类
• 2.2.1 太阳能热水系统的分类
• 2.2.2 空气源热泵热水系统的分类
• 2.2.3 并联式太阳能热泵热水系统的分类
• 2.3 并联式太阳能热泵热水系统的设计
• 2.3.1 与建筑结合的并联式太阳能热泵热水系统设计流程
• 2.3.2 太阳能集热器的设计
• 2.3.3 空气源热泵机组的设计
• 2.3.4 水箱的设计
• 2.3.5 控制系统的设计
• 2.4 工程设计背景
• 2.4.1 山东半岛地区的气候特点
• 2.4.2 工程概况
• 2.6 本章小结
• 第三章 并联式太阳能热泵热水系统动态模拟分析
• 3.1 基于 TRNSYS 的系统概况
• 3.1.1 transys 软件简介
• 3.1.2 并联式太阳能热泵热水系统模型
• 3.1.3 基于 transys 的系统模拟条件
• 3.2 系统的模拟设计
• 3.2.1 系统最优方案的选择
• 3.2.2 最优方案的控制策略
• 3.3 基于 transys 的系统供热性能分析
• 3.3.1 月/日系统供热性能分析
• 3.3.2 全年系统模拟结果及性能分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 太阳能热泵热水系统的测试研究
• 4.1 实验介绍
• 4.1.1 实验概况
• 4.1.2 实验测试
• 4.2 系统测试结果及分析
• 4.2.1 典型气候日系统性能测试
• 4.2.3 单元瞬时供热性能分析
• 4.3 监测结果汇总
• 4.3.1 监测期间天气情况
• 4.3.2 监测结果及分析
• 4.4 测试结果与理论模拟结果比较
• 4.5 本章小结
• 第五章 并联式太阳能热泵系统技术经济性分析
• 5.1 稳定性分析
• 5.2 节能性分析
• 5.3 环保性分析
• 5.4 技术经济性分析
• 5.4.1 计算给定参数
• 5.4.2 主要经济参数
• 5.4.3 计算结果分析与比较
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论及展望
• 6.1 主要研究内容及结论
• 6.2 研究过程中存在的主要问题
• 6.3 展望
• 参考文献