重庆村镇户式空气源热泵空调热水系统性能实测与提升研究

摘要

本文从“南方供暖”的热点话题入手，总结目前研究学者对南方供暖的解决思路，分析空气源热泵作为解决南方供暖的优越性。由于空气源热泵受室外环境变化剧烈，所以重庆地区尤其是山地村镇，在热泵使用过程中存在更加突出的问题----运行效率低、加热速度慢等，所以在资源有限的前提下提升热泵的效率变得非常重要。-首先对重庆典型村镇约300户居民进行实地调研，通过实际走访与测试了解冬季供暖方式与供暖需求现状，结合室内热湿环境与可再生能源现状，总结山地村镇在冬季供暖的特殊性----居住分散、资源匮乏、阴冷潮湿、舒适性差。-其次在某典型农家乐建筑中搭建空气源热泵实验平台，实测了空气源热泵冬季运行性能，通过改变热泵运行过程中设定温度（35℃、40℃、45℃），同时监测室外温度、水箱温度、相对湿度、供回水温度、热水流量、功耗等参数，分析热泵运行过程中供热量、耗电量、COP的变化特点。
　　本研究主要内容包括：①按照热泵运行参数可将运行过程分为启动阶段、稳定阶段以及全阶段进行研究。其中启动阶段，系统在15min时功耗达到最大，COP从1.8~3.0，除霜时，启动COP不到1.5。室外温度与启动COP呈正相关，设置水温对启动COP的影响一般显著，并建立了回归方程，回归系数反映室外温度对启动COP的影响大于设置水温。②稳定阶段时间占整个夜间的90％以上。耗电量约为10kWh~15kWh，COP为1.5~2.0，与室外温度呈正相关，与设定温度呈负相关，且由于结露结霜影响，室外温度对稳定COP的影响也大于设定温度对其的影响。全阶段综合了启动与稳定阶段的特点，整夜运行过程，耗电量约为10~18kWh，COP约为1.6~2.2。③针对空气源热泵运行效率低的特点，分别从空气源热泵与太阳能系统白天蓄热、夜间供暖两方面，分析不同设定温度下热泵在白天以及太阳能系统在不同天气条件下的运行特点，对热泵效率进行提升：其中采用空气源热泵进行预热，由于运行时间延长，耗电量会略有上升，性能最大提高约14%；采用太阳能系统进行预热，多云天系统性能提升约10%；而晴天耗电量由于夜间启动条件好而大大降低，系统COP约提升50%，效果明显。

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1 绪 论

1.1 课题的提出

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目的、内容和方法

2 重庆村镇冬季供暖需求调研

2.1 建筑基本信息

2.2 室内外环境客观条件

2.3 供暖设施及需求

2.4 可再生能源现状

2.5 小结

3 空气源热泵与太阳能系统实验平台搭建

3.1 实验平台

3.2 房间负荷分析

3.3 空气源热泵系统

3.4 太阳能系统

3.5 监测平台

3.6 小结

4 空气源热泵空调热水系统运行性能分析

4.1 空气源热泵理论分析

4.2 空气源热泵供暖性能分析

4.3 缓冲水箱性能分析

4.4 小结

5 空气源热泵空调热水系统性能提升

5.1 空气源热泵白天蓄热、夜间供暖

5.2 太阳能系统白天蓄热、夜间供暖

5.3 空气源热泵空调热水性能提升对比

5.4 小结

6 结论和展望

6.1 主要结论

6.2 研究展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文与申请的专利

B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目

C. 作者在攻读硕士学位期间参加的社会实践活动

D 问卷