阳台吊顶暗装空气/空气热泵机组的可行性研究

摘要

本文针对于常规的家用分体式空调器的应用现状，分析了其系统运行所存在的弊端，提出了在常规分体式家用空调器中引入新风，同时回收排风能量，并在冬季利用阳台集热，使之提高机组运行性能的可能性。从能源合理利用及环保的角度，提出了在满足常规家用空调器的制冷和制热容量的前提下，充分回收利用机组排风的能量以及冬季时利用太阳能的新型热泵空调器的系统流程，从理论上对此系统流程进行了定性的分析，并同常规空调系统进行了比较，从而论证了这种阳台吊顶暗装空气/空气热泵机组应用的可行性。
　　本文首先对阳台吊顶暗装空气/空气热泵机组的压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构和其他制冷部件逐一进行了设计计算并选择合适的零部件产品。然后建立了该新型热泵机组冬季和夏季运行过程的数值模拟计算模型，进行了节能空调流程的可行性及运行特性的模拟研究，并与常规空调流程进行了对比分析。模拟结果表明，该新型热泵机组与常规热泵空调器相比，制冷/热量增加、功耗减小、制冷/热能效比EER增大，尤其是在冬季节能效果更显著，这是因为阳台利用了太阳能集热。该机组应用于不同气候地区，由于室外空气温度、太阳辐射能以及室外风速等的不同，造成机组运行性能改善的程度不同，从具体的模拟结果，得到结论：该机组在冬冷夏热地区应用，节能效果显著；在冬暖夏热地区应用，有一定的节能效果；在温和地区应用，节能效果不明显。因此，本文所设计的阳台吊顶暗装空气/空气热泵机组当应用到合适的气候地区时，的确是一项节能效益大，有实用性成果，具有推广意义的新型热泵机组。
　　由于时间和条件的限制，本文没有给出该新型热泵机组的机组系列型谱，同时阳台集热部分还需要进一步的研究，使其集热效果达到最佳。但本文的目的在于能为回收利用排风能量和阳台集热的可行性和合理性进行模拟研究和分析，为实现节能和环保寻求可行的途径。

目录

阳台吊顶暗装空气/空气热泵机组的可行性研究

THE FEASIBLE STUDY ON THE CEILING SUSPENSION AIR-TO-AIR HEAT PUMP UNIT CONCEALED IN BALCONY

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题提出的背景和意义

1.1.1 我国的能源与环境现状

1.1.2 居住空调建筑的能耗分析

1.1.3 SARS以后对住宅空调的思考

1.1.4 常规空调系统运行存在的弊端

1.2 文献综述

1.2.1 国内、外热泵技术的发展概况

1.2.2 国内、外分体空调器的发展概况

1.3 本课题主要研究的内容

1.3.1 本课题研究的目的及方法

1.3.2 本文要做的主要工作

第2章 阳台吊顶暗装空气/空气热泵机组系统的 提出

2.1 常规空气源热泵空调系统简介

2.2 阳台吊顶暗装空气/空气热泵机组的提出

2.3 不同城市室外气象参数

2.4 本章小结

第3章 阳台吊顶暗装空气/空气热泵机组的设计与计算

3.1 压缩机的选型

3.2 冷凝器和蒸发器的设计计算

3.2.1 制冷循环热力计算

3.2.2 冷凝器的设计计算

3.2.3 蒸发器的设计计算

3.3 冷凝器和蒸发器的校核计算

3.3.1 制热循环热力计算

3.3.2 蒸发器的校核计算

3.3.3 冷凝器的校核计算

3.4 节流元件及辅助设备的选择计算

3.4.1节流元件的设计和选择

3.4.2 辅助设备的设计和选用

3.5 本章小结

第4章 新型热泵机组冬季和夏季运行过程的数值模拟计算模型

4.1 集热阳台的数学模型

4.1.1 阳台内空气的热平衡方程

4.1.2 玻璃的热平衡方程

4.1.3 阳台墙热平衡方程

4.1.4 南向垂直壁面太阳总辐射强度计算的数学模型

4.2 机组数学模型的建立

4.3 系统运行的参数设定及混合温度的确定

4.4 本章小结

第5章 阳台吊顶暗装空气/空气热泵机组在不同环境温度和不同气候地区应用的可行性分析

5.1 模拟程序流程图

5.2 模拟气象参数

5.3 阳台吊顶暗装空气/空气热泵机组在不同工况下运行特性分析

5.3.1 机组应用在同一地区的运行特性变化规律

5.3.2 机组应用在不同气候地区的运行特性变化规律

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢