太阳能—空气源热泵多模式运行特性模拟与实验研究

发布时间：2020-08-13 16:52

【摘要】：针对空气源热泵易受环境温度波动的影响,目前的研究主要集中在复合型空气源热泵供能系统的研究。太阳能-空气源热泵的研究比较普遍,但是大部分的研究都是在固定模式的条件下研究系统各方面的性能,而复合供能系统多模式方面的研究对系统性能的影响比较匮乏。本文主要围绕太阳能 空气源热泵多模式运行特性展开讨论分析,研究模式切换条件的变化对系统性能的影响。在综合分析武汉地区的气候特征之后,针对太阳能 空气源热泵给出了四种工作模式,并给出了四种工作模式之间的控制方式。利用仿真软件中自带的多维建筑模块设置了建筑物的各种参数,计算了供暖季建筑物的房间动态热负荷。基于仿真软件建立了复合供能系统的仿真模型,编写了各模块间逻辑控制信号,实现了仿真系统中各模块间的有效控制。利用控制变量法的方法对四种工作模式逐一进行了研究,得到了在复合供能系统中,各模式间切换条件的变化对系统及其它模式运行的影响,同时得出在供暖季的供暖过程中需要根据实际的供暖热负荷设置合适的切换参数。利用模式间相互切换条件的变化对系统性能影响的研究成果,对系统进行了优化分析。比较了优化运行模式下和固定运行模式下系统各方面的性能,得到了在优化运行模式下,系统的供热量为3906.95 kW?h,系统COP为3.86,相比于固定运行模式,系统的性能有了一定的提高。针对太阳能 空气源热泵复合供能系统四种工作模式,基于现有的实验平台,选择了其中两种比较典型的工作模式,展开实验方面的相关研究。集热器集热室内直接送风模式(模式一)的实验研究,得到了系统COP分别为3.94和4.4;集热器集热通入热泵蒸发器(模式二)的研究,得到了系统COP分别为3.91和4.06,实验结果与仿真得到的结果基本相一致。研究结果对于太阳能 空气源热泵复合供能系统性能的提升具有参考价值。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU83
【图文】：

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文空气源热泵单元主要是依据蒸汽压缩式制冷循环的原理，工质首先在蒸发器内与周围环境中空气进行热量的交换，热泵工质吸收热量转变成蒸汽，而后通过压缩机的压缩变成高温高压的气体，高温高压的气体途经冷凝器与负荷侧的水进行热交换转变为液态的工质，液态工质途经膨胀阀后变为低温低压的液体，低温低压的液体再次进入蒸发器蒸发吸热再次转变为蒸汽，空气源热泵系统按照此种模式不断地循环工作。

图 2-1 复合供能系统控制方式阳能-空气源热泵复合供能系统数学模型阳能平板集热器模型阳能平板集热器主要作用是加热通入其中的流体，并使流体达到一物理模型如图 2-2 所示。

图 2-1 复合供能系统控制方式太阳能-空气源热泵复合供能系统数学模型太阳能平板集热器模型阳能平板集热器主要作用是加热通入其中的流体，并使流体达到一物理模型如图 2-2 所示。

【参考文献】

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本文编号：2792259