太阳能水源热泵复合系统的（火用）分析及试验研究

论文摘要

太阳能水源热泵复合系统是一种节能的建筑冷热源系统,为了进一步发掘其节能潜力,改进系统、优化系统运行方案,本文对某太阳能水源热泵复合系统进行了分析和试验研究,首先介绍了它的工作原理和构成及其运行模式和控制方案,然后介绍了工程分析方法,并建立了该系统的分析模型和太阳能集热系统仿真数学模型,最后对太阳能集热系统进行了运行模拟,对系统进行了试验测试,并依据试验测试和模拟结果对系统进行了分析。分析结果表明,在测试条件下的太阳能水源热泵复合系统制热蓄冷模式下的COP在3.42～3.57之间变化,系统综合性能COP在5.8～6.2之间变化,制热释冷模式下COP在3.2～3.4之间变化。太阳能集热系统采用蓄热水箱水量恒定提高蓄热水温度运行方案的效率比蓄热水箱水温恒定提高蓄热水箱热水量运行方案的效率高。适当提高集热器的接通标准温度Ton和切断标准温度Toff有利于提高太阳能集热系统的效率,该系统的Ton设为20℃时系统的效率最高,Toff不宜低于8℃。系统制热蓄冷运行模式比制热释冷运行模式的效率高25%左右。系统制热蓄冷运行时,应设定蒸发器进出口平均水温大于5℃;系统制热释冷运行时,应设定蒸发器进出口平均水温小于19℃。各循环水泵的损率是很大的,达到22%左右,应给循环水泵增加变频器,根据蒸发器侧水流平均温度来调节水泵转速,提高系统效率,蒸发器侧进出口平均水温应控制在5～19℃。应将原均温蓄热水箱改造为温度分层水箱,应为供热水水泵增加变频器来调节供热水流量以节省供热水水泵的能耗。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 中国发展建筑节能的必要性
• 1.2 复合太阳能水源热泵技术的研究背景和意义
• 1.3 （?）分析方法应用的研究背景和意义
• 1.4 太阳能热泵复合系统简介
• 1.5 分析方法的应用
• 1.5.1 分析方法简介
• 1.5.2 的定义及其基本计算式
• 1.5.3 分析的基本原理
• 1.5.4 单元设备和生产系统分析模型
• 1.6 课题研究的主要内容与创新
• 1.6.1 本文研究的主要内容
• 1.6.2 论文的创新性成果
• 第2章 太阳能水源热泵复合系统
• 2.1 太阳能水源热泵复合系统的结构组成和工作原理
• 2.1.1 太阳能水源热泵复合系统的结构组成
• 2.1.2 太阳能水源热泵复合系统的工作原理
• 2.2 太阳能水源热泵复合系统的运行模式
• 2.2.1 太阳能集热系统独立运行模式
• 2.2.2 水源热泵独立运行模式
• 2.2.3 太阳能水源热泵复合系统联合运行模式
• 2.3 太阳能水源热泵复合系统的技术特点
• 2.3.1 太阳能集热系统和水源热泵系统互补
• 2.3.2 功能多样化、调节灵活
• 2.3.3 节能效果显著
• 2.4 太阳能水源热泵复合系统运行模式的控制方案
• 2.4.1 太阳能集热系统独立运行模式控制方案
• 2.4.2 水源热泵系统独立运行模式控制方案
• 2.4.3 太阳能水源热泵复合系统联合运行模式控制方案
• 2.5 本章小结
• 第3章 太阳能水源热泵复合系统火用分析模型
• 3.1 太阳能集热系统的仿真数学模型
• 3.1.1 太阳能集热系统单块集热器参数计算
• 3.1.2 太阳能集热系统集热器吸收的太阳辐射量计算
• 3.1.3 太阳能集热系统蓄热水箱的热损失系数计算
• 3.1.4 考虑集热器串装和热水循环管路热损失的修正因子
• 3.2 太阳能集热系统独立运行分析模型
• 3.2.1 太阳能集热器黑箱模型
• 3.2.2 太阳能集热系统循环水泵黑箱模型
• 3.2.3 蓄热水箱黑箱模型
• 3.2.4 太阳能集热系统灰箱模型
• 3.3 水源热泵系统独立运行分析模型
• 3.3.1 水源热泵系统能量关联系统模型
• 3.3.2 水源热泵系统制热蓄冷运行分析模型
• 3.3.3 水源热泵系统制热释冷运行分析模型
• 3.4 太阳能水源热泵复合系统联合运行分析模型
• 3.4.1 太阳能水源热泵复合系统联合运行的效率
• 3.4.2 太阳能水源热泵复合系统联合运行的损
• 3.5 本章小结
• 第4章 太阳能水源热泵复合系统仿真和试验研究
• 4.1 太阳能水源热泵复合系统运行试验研究
• 4.1.1 太阳能水源热泵复合系统测试仪器及测试参数
• 4.1.2 太阳能水源热泵复合系统运行试验
• 4.2 太阳能集热系统运行仿真及分析
• 4.2.1 太阳能集热系统运行仿真
• 4.2.2 太阳能集热系统独立运行分析
• 4.3 水源热泵系统独立运行分析
• 4.3.1 水源热泵系统制热蓄冷运行分析
• 4.3.2 水源热泵系统制热释冷运行分析
• 4.4 太阳能水源热泵复合系统联合运行分析
• 4.5 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A （攻读学位期间所发表的学术论文目录）