太阳能辅助空气源热泵供暖实验和模拟研究

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，对空气源一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。

目录

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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