太阳能热泵复合系统能耗分析及优化研究

发布时间：2023-04-29 00:54

　　新能源是我国现阶段能源产业的重点发展方向。如何高效利用太阳能等可再生资源,替代传统化石能源一直是能源领域研究热点。太阳能-空气源热泵复合系统将太阳能和空气源两种清洁能源有机结合,能有效地弥补传统太阳能热水系统在辐照度较低情况下供热不足、效率低的缺点。但现阶段国内外对太阳能热泵复合系统的研究大部分局限于系统各部件性能,缺乏对系统运行性能与运行策略的优化。太阳能热泵复合系统各部件的最优配置往往不能保证系统以最优状态运行。因此,利用一套实际的太阳能热泵复合系统的能源管理系统,对系统各部件以及整体运行特性进行了深入的研究,具体工作如下:(1)太阳能热泵复合系统数学模型建立首先,分析了太阳能热泵复合系统的运行原理,并对太阳能热泵复合系统的集热器、热泵和水箱等重要组成部件进行了机理建模。其次,利用该系统的实时运行数据,采用解析表达式逼近离散数据法对热泵模型的参数进行了拟合。最后通过对比系统真实运行数据,对搭建的整体模型进行了验证。(2)太阳能热泵复合系统的能耗分析基于太阳能热泵系统数学模型以及系统真实运行数据,对太阳能集热单元、空气源热泵单元以及完整系统进行了各季节的性能分析和高低辐照度下的性能分...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 太阳能热水系统的发展现状
        1.2.2 太阳能热水远程监控系统的研究现状
        1.2.3 太阳能热泵复合系统性能研究现状
        1.2.4 太阳能热泵复合系统参数研究现状
        1.2.5 太阳能热泵复合系统运行策略优化研究现状
    1.3 本文的研究内容与意义
第2章 太阳能热泵复合能源管理系统
    2.1 太阳能热泵复合系统
        2.1.1 系统运行原理
        2.1.2 系统控制分析
    2.2 太阳能热泵复合系统主要部件介绍
    2.3 远程监控平台介绍
        2.3.1 现场监控层
        2.3.2 服务器层
        2.3.3 远程监控层
    2.4 太阳能热泵复合系统能量规律与计算
        2.4.1 系统热力循环分析
        2.4.2 系统能耗计量分析
    2.5 本章小结
第3章 空气热泵太阳能复合热水系统模型研究
    3.1 空气源热泵太阳能复合系统各部分模型建立
        3.1.1 太阳能集热系统模型
        3.1.2 热泵单元性能模型
        3.1.3 储能水箱传热模型
        3.1.4 太阳能系统其他部件模型
    3.2 各单元模型参数确定
        3.2.1 集热面积设定
        3.2.2 热泵模型参数确定
    3.3 完整系统模型建立与验证
    3.4 本章小结
第4章 空气源热泵太阳能复合热水系统运行特性分析
    4.1 系统运行模式
    4.2 太阳辐射量与辐照度季节性分析
    4.3 系统季节性运行特性分析
        4.3.1 太阳能集热单元运行特性分析
            4.3.1.1 集热单元集热效率
            4.3.1.2 集热单元单独工作对水箱温度影响
        4.3.2 空气源热泵单元制热量分析
        4.3.3 季节性分析结果
    4.4 不同辐照度下系统运行特性分析
        4.4.1 系统运行特性分析
        4.4.2 系统运行调度策略分析
    4.5 本章小结
第5章 空气源热泵太阳能热水系统策略分析与优化
    5.1 系统运行策略分析
    5.2 系统能耗优化模型
    5.3 系统运行调度策略分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3804829