太陽(yáng)能─空氣雙熱源復(fù)合熱泵運(yùn)行模式研究.pdf

1、熱泵技術(shù)作為一種新能源技術(shù)，在節(jié)能減排，環(huán)境保護(hù)方面有突出的貢獻(xiàn)，所以近年來(lái)在全世界范圍普遍受到關(guān)注。當(dāng)熱泵室外換熱器表面溫度低于0℃且低于空氣露點(diǎn)溫度時(shí)，表面會(huì)結(jié)霜，使熱泵的制熱性能和可靠性大大下降。對(duì)此課題組提出了太陽(yáng)能．空氣雙熱源復(fù)合熱泵系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠利用太陽(yáng)能和空氣兩種低位能源，減少季節(jié)和室外溫度對(duì)系統(tǒng)性能的影響，并能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)將太陽(yáng)能熱轉(zhuǎn)換技術(shù)和空氣源熱泵技術(shù)充分結(jié)合，實(shí)現(xiàn)以合理成本來(lái)滿(mǎn)足部分建筑用能的需求，因而

2、它作為一種建筑節(jié)能技術(shù)將有廣闊的市場(chǎng)。
　　 本文在前人研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善和優(yōu)化了此系統(tǒng)仿真模型，建立了系統(tǒng)工質(zhì)（包括制冷劑、乙二醇溶液和空氣）熱物性參數(shù)數(shù)學(xué)模型、壓縮機(jī)數(shù)學(xué)模型、毛細(xì)管數(shù)學(xué)模型，采用分布參數(shù)法建立冷凝器數(shù)學(xué)模型、蒸發(fā)器數(shù)學(xué)模型。利用數(shù)值模擬的方法對(duì)太陽(yáng)能-空氣雙熱源復(fù)合熱泵系統(tǒng)的三種供熱運(yùn)行模式：?jiǎn)我豢諝庠茨Ｊ剑?yáng)能-空氣雙熱源模式，單一太陽(yáng)能熱水模式進(jìn)行了研究。通過(guò)模擬得到了太陽(yáng)能-空氣雙熱源復(fù)合熱泵系

3、統(tǒng)在不同工作模式下的系統(tǒng)特性，從而得出了系統(tǒng)在不同工況下的最佳運(yùn)行模式。
　　 本文將模擬結(jié)果和課題組前人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，誤差在10％以?xún)?nèi)，相對(duì)于課題組前人的模擬誤差減小，模擬結(jié)果為這種新型的太陽(yáng)能-空氣雙熱源復(fù)合熱泵系統(tǒng)的優(yōu)化和設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。模擬結(jié)果表明，太陽(yáng)能-空氣雙熱源復(fù)合熱泵系統(tǒng)與室外溫度、太陽(yáng)能熱水進(jìn)水溫度和太陽(yáng)能熱水的流量等因素密切相關(guān)。單一空氣源模式系統(tǒng)的制熱量和系統(tǒng)COP隨著室外溫度的升高而增大，

4、單一太陽(yáng)能模式系統(tǒng)的制熱量和系統(tǒng)COP隨太陽(yáng)能熱水進(jìn)水溫度及太陽(yáng)能熱水流量的增大而增大，雙熱源模式在“有效復(fù)合換熱溫差”范圍內(nèi)，系統(tǒng)的制熱量和系統(tǒng)COP隨著室外溫度的升高和太陽(yáng)能熱水進(jìn)水溫度及太陽(yáng)能熱水流量的增大而增大。模擬工況下，在有效復(fù)合換熱溫差范圍內(nèi)，太陽(yáng)能-空氣雙熱源模式和單一太陽(yáng)能模式系統(tǒng)制熱量和系統(tǒng)COP都高于單一空氣源模式的系統(tǒng)制熱量和系統(tǒng)COP。雙熱源模式較單一空氣源模式制熱量提高2.8％～46.5％，系統(tǒng)COP提高1.

5、1％～34％。單一太陽(yáng)能模式較單一空氣源模式制熱量提高1.2％～92.8％以上，系統(tǒng)COP提高1.8％～62.8％以上。當(dāng)室外空氣溫度高于-5℃時(shí)，在有效復(fù)合換熱溫差范圍內(nèi)，太陽(yáng)能．空氣雙熱源復(fù)合熱泵的制熱量相對(duì)于單一太陽(yáng)能模式可以提高20.4％，系統(tǒng)COP降低1.11％～8.5％，所以當(dāng)室外空氣溫度高于-5℃時(shí)，如果用戶(hù)將制熱量為第一需求時(shí)優(yōu)先選用雙熱源模式，如果用戶(hù)對(duì)制熱量的需求降低時(shí)，優(yōu)先選用單一太陽(yáng)能模式。當(dāng)室外空氣溫度低于-5