驱动热泵压缩机的垂直轴风力机设计选型
发布时间：2021-01-29 08:57
我国北方大部分地区冬季供热主要以燃煤发电机组为主,环境污染严重。多风寒冷地区采暖期与强风季重叠,风能供热是减少雾霾的有效途径之一。风能直驱热泵供热技术是目前能源领域研究的热点问题,研究驱动热泵的垂直轴风力机具有重要的学术意义。选取张家口地区采用节能措施的15m2居民住宅为算例,以驱动热泵压缩机的垂直轴风力机为研究对象,进行设计选型。首先采用理论分析方法,研究垂直轴风力机与开启式压缩机的匹配特性;从气候条件出发,确定额定风速、供暖热负荷等,考虑热泵制热系数、各装置效率,确定垂直轴风力机额定转速及输出功率,探讨风轮设计方法并完成设计;其次采用数值模拟方法,校核并分析驱动热泵压缩机的最佳风轮转速范围;最后以现有200W额定功率的垂直轴风力机为例对比验证了实验研究与数值模拟两种方法。结果表明:选用额定功率为300W的垂直轴风力机驱动额定功率为250W的压缩机,当风速大于或等于额定风速时,在额定风轮转速下,系统将处于最佳运行状态;所设计的垂直轴风力机风轮最佳叶尖速比约为3.4,风能利用系数在0.2左右,分析匹配特性得到在9m/s额定风速下驱动压缩机的最佳风轮转速范围为350...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
风力机和电动机并联驱动热泵机组供热系统
图 7 汽车空调压缩机示意图atic diagram of compressor for automobile a[17]通过对比多种电动汽车空调系统方案手，完成了汽车空调系统参数匹配相关的，确定了运行工况以及热力循环。选择了系统相关部件的选型工作，通过介绍电动虑热力循环以及制冷负荷值，推算得出系的关系。分别依据压缩机与电动机的各项8]分析了汽车空调系统由于匹配问题导致力特性以及结构特点等相关影响因素，完，并采用实验方法对比验证不同工况下优定是否能实现优化匹配的目的。
图 8 升力型垂直轴风力机 图 9 阻力型垂直轴风力机ig.8 Lift type vertical axis wind turbine Fig.9 Resistance type vertical axis wind t小型风力机的研究是目前风能行业的研究热点。世界各国的生产商和科研开始着手针对小型垂直轴风力机进行研究，并相继推出了相关的优良产品成果[21]。加拿大 Cleanfield Energy、芬兰 Windside、美国 Pac Wind 等公出了具有各自优点的垂直轴风力发电机组，在行业内得到迅速推广[22~25]。此外，就垂直轴风力机的设计研究而言，哈尔滨工业大学的陈卫勇[26]采FD 数值模拟方法对垂直轴风力机叶片进行气动计算，设计出额定功W 的垂直轴风力机，并对设计出的垂直轴风力机风轮做了功率校核计算27]针对 H 型垂直轴风力机，通过数值模拟和实验研究相结合的方法，研风轮实度及安装角等因素对风力机性能的影响；张影[28]针对风轮正常工条件两种情况下，利用 ANSYS 软件对达里厄 H 型垂直轴风力机的塔架外行了静力特性、动力特性和稳定性分析，其侧重点集中在整机结构特性上29]分析了垂直轴风力机总体结构参数，通过建立风力机翼型的二维模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]垂直轴风力机直驱热泵压缩机匹配特性研究[J]. 赵斌,马海鹏,汪建文,钟晓晖. 东北农业大学学报. 2017(06)
[2]一种完全基于风能的供暖系统研究[J]. 彭国勋,邹强强,张飞翔. 机械工程师. 2014(09)
[3]垂直轴风力热泵系统致热效果分析[J]. 王福宝,田洋洋,郑茂盛,滕海鹏,胡军,赵渊,余历军. 化学工程. 2014(02)
[4]垂直轴风力机叶轮气动性能计算[J]. 徐夏,周正贵,邱名. 太阳能学报. 2012(02)
[5]达里厄型垂直轴风力机风轮设计及性能数值计算[J]. 韩非非,席德科. 太阳能学报. 2011(10)
[6]风力热泵经济环保性能分析[J]. 赵海波,吴坤,王金枝,孙津丽. 烟台大学学报(自然科学与工程版). 2010(04)
[7]垂直轴风力机技术讲座(六) 垂直轴风力机应用及其发展前景[J]. 李岩. 可再生能源. 2009(06)
[8]风力驱动压缩制冷(制热)系统的研究[J]. 冯毅,杨根华. 太阳能学报. 2009(06)
[9]风力机与水泵匹配的研究[J]. 查咏. 农业机械学报. 2004(04)
[10]独立小型风能热利用系统的选型[J]. 刘竹青,李里特,山口智治. 中国农业大学学报. 2004(03)
硕士论文
[1]侧风对风轮应力应变及振动频率影响的研究[D]. 杨柳.内蒙古工业大学 2016
[2]H型垂直轴风力机翼型参数设计及实验研究[D]. 赵国栋.哈尔滨工业大学 2016
[3]300WH型垂直轴风力发电机气动特性分析[D]. 纪李文.东华理工大学 2015
[4]某车型汽车空调系统匹配研究[D]. 张超.南昌大学 2014
[5]风力致热—土壤源热泵系统的模拟研究[D]. 张永志.内蒙古科技大学 2013
[6]升力型、升阻型垂直轴风力机气动计算和优化设计[D]. 李振朋.兰州理工大学 2013
[7]垂直轴风力机气动性能分析与优化设计[D]. 惠万馨.华北电力大学 2013
[8]垂直轴风力机结构数值模拟研究[D]. 唐苏川.哈尔滨工业大学 2013
[9]小型变桨距垂直轴风力机的一体化设计[D]. 尉越啸.哈尔滨工程大学 2013
[10]垂直轴风力发电机塔架结构动力特性分析[D]. 张影.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3006625
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
风力机和电动机并联驱动热泵机组供热系统
图 7 汽车空调压缩机示意图atic diagram of compressor for automobile a[17]通过对比多种电动汽车空调系统方案手，完成了汽车空调系统参数匹配相关的，确定了运行工况以及热力循环。选择了系统相关部件的选型工作，通过介绍电动虑热力循环以及制冷负荷值，推算得出系的关系。分别依据压缩机与电动机的各项8]分析了汽车空调系统由于匹配问题导致力特性以及结构特点等相关影响因素，完，并采用实验方法对比验证不同工况下优定是否能实现优化匹配的目的。
图 8 升力型垂直轴风力机 图 9 阻力型垂直轴风力机ig.8 Lift type vertical axis wind turbine Fig.9 Resistance type vertical axis wind t小型风力机的研究是目前风能行业的研究热点。世界各国的生产商和科研开始着手针对小型垂直轴风力机进行研究，并相继推出了相关的优良产品成果[21]。加拿大 Cleanfield Energy、芬兰 Windside、美国 Pac Wind 等公出了具有各自优点的垂直轴风力发电机组，在行业内得到迅速推广[22~25]。此外，就垂直轴风力机的设计研究而言，哈尔滨工业大学的陈卫勇[26]采FD 数值模拟方法对垂直轴风力机叶片进行气动计算，设计出额定功W 的垂直轴风力机，并对设计出的垂直轴风力机风轮做了功率校核计算27]针对 H 型垂直轴风力机，通过数值模拟和实验研究相结合的方法，研风轮实度及安装角等因素对风力机性能的影响；张影[28]针对风轮正常工条件两种情况下，利用 ANSYS 软件对达里厄 H 型垂直轴风力机的塔架外行了静力特性、动力特性和稳定性分析，其侧重点集中在整机结构特性上29]分析了垂直轴风力机总体结构参数，通过建立风力机翼型的二维模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]垂直轴风力机直驱热泵压缩机匹配特性研究[J]. 赵斌,马海鹏,汪建文,钟晓晖. 东北农业大学学报. 2017(06)
[2]一种完全基于风能的供暖系统研究[J]. 彭国勋,邹强强,张飞翔. 机械工程师. 2014(09)
[3]垂直轴风力热泵系统致热效果分析[J]. 王福宝,田洋洋,郑茂盛,滕海鹏,胡军,赵渊,余历军. 化学工程. 2014(02)
[4]垂直轴风力机叶轮气动性能计算[J]. 徐夏,周正贵,邱名. 太阳能学报. 2012(02)
[5]达里厄型垂直轴风力机风轮设计及性能数值计算[J]. 韩非非,席德科. 太阳能学报. 2011(10)
[6]风力热泵经济环保性能分析[J]. 赵海波,吴坤,王金枝,孙津丽. 烟台大学学报(自然科学与工程版). 2010(04)
[7]垂直轴风力机技术讲座(六) 垂直轴风力机应用及其发展前景[J]. 李岩. 可再生能源. 2009(06)
[8]风力驱动压缩制冷(制热)系统的研究[J]. 冯毅,杨根华. 太阳能学报. 2009(06)
[9]风力机与水泵匹配的研究[J]. 查咏. 农业机械学报. 2004(04)
[10]独立小型风能热利用系统的选型[J]. 刘竹青,李里特,山口智治. 中国农业大学学报. 2004(03)
硕士论文
[1]侧风对风轮应力应变及振动频率影响的研究[D]. 杨柳.内蒙古工业大学 2016
[2]H型垂直轴风力机翼型参数设计及实验研究[D]. 赵国栋.哈尔滨工业大学 2016
[3]300WH型垂直轴风力发电机气动特性分析[D]. 纪李文.东华理工大学 2015
[4]某车型汽车空调系统匹配研究[D]. 张超.南昌大学 2014
[5]风力致热—土壤源热泵系统的模拟研究[D]. 张永志.内蒙古科技大学 2013
[6]升力型、升阻型垂直轴风力机气动计算和优化设计[D]. 李振朋.兰州理工大学 2013
[7]垂直轴风力机气动性能分析与优化设计[D]. 惠万馨.华北电力大学 2013
[8]垂直轴风力机结构数值模拟研究[D]. 唐苏川.哈尔滨工业大学 2013
[9]小型变桨距垂直轴风力机的一体化设计[D]. 尉越啸.哈尔滨工程大学 2013
[10]垂直轴风力发电机塔架结构动力特性分析[D]. 张影.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3006625
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