利用余热和太阳能的空气源热泵系统研究

发布时间：2018-03-30 04:24

  本文选题：空气源热泵　切入点：太阳能　出处：《华中科技大学》2015年硕士论文

【摘要】：太阳能热水器与空气源热泵作为可替代燃气和电热水器的清洁能源设备在社会上被推广使用。然而,太阳能热水器受天气的影响很大,使用过程中稳定性不佳。而空气源热泵在环境温度较低时运行效率低,并且存在结霜问题。本文将太阳能和空气源热泵结合,并引入了工业生产中的余热,利用三者之间的配合,取长补短,实现资源的合理分配使用。本文完成了结合余热和太阳能的空气源热泵系统的设计,将工业上多余的热量用于提高低温环境下热泵的运行效率,并且利用太阳能这种清洁能源配合补充空气源热泵供热。完善了该系统的运行策略,合理地设计了一套节能的运行切换方式,并且对系统进行了理论计算,得出其在-10℃的环境温度下,制热COP为4.87,相比简单的空气源热泵,制热COP提高了63.8%。此外,针对该系统,本文设计了一种新型的除霜换热器。在现有的翅片管式换热器的基础上,增加一个热水进口和一个出口,使空气在与工质换热之前,被热水管加热到一个合适的温度,这样就提升了工质的蒸发温度,在环境温度较低时(-10℃),能在一定程度上提高压缩机的吸气温度,压缩机能更高效地运行。对新型换热器做了换热的模拟,分析了其温度场、速度场和压力场,研究了入口温度、入口速度和翅片间距对换热性能的影响,并与传统的换热器进行比较,得出新型换热器的换热效果相对于传统换热器有很大的提升。对系统进行了实验研制,在志高空调公司的焓差实验室搭建了该系统的实验台架,并布置了数据采集装置,由于时间关系,后期将运行系统,进行实验研究。
[Abstract]:Solar water heaters and air-source heat pumps are widely used as clean energy devices to replace gas and electric water heaters. However, solar water heaters are greatly affected by the weather. The operation efficiency of air-source heat pump is low when the ambient temperature is low, and the problem of frosting exists. This paper combines solar energy with air-source heat pump and introduces the waste heat in industrial production. The air source heat pump system based on residual heat and solar energy is designed in this paper. The excess heat in industry is used to improve the operating efficiency of heat pump in low temperature environment, and the clean energy of solar energy is used to supply heat supply with air source heat pump. A set of operation switching mode of energy saving is designed reasonably, and the system is calculated theoretically. It is concluded that the heating COP is 4.87 at -10 鈩，

本文编号：1684359