太陽能與空氣源復合熱泵系統(tǒng)特性研究.pdf

1、隨著能源緊缺和生態(tài)環(huán)境問題的日益突出，人們逐漸把能源利用的重點轉移到可再生能源的利用和開發(fā)上。太陽能以其清潔無污染、無需運輸、安全廉價等特點受到人們的重視。本文研究了一種基于太陽能與空氣源的復合熱泵系統(tǒng)。將直膨式太陽能熱泵和空氣源熱泵結合，在保證高能效比的同時，解決了太陽能熱泵在陰雨天和夜間無法正常工作的缺陷，并實現制冷、制熱和供給生活熱水三大功能。本文圍繞該系統(tǒng)的供暖、制熱水、冷熱聯供等運行模式中的關鍵問題開展理論和實驗研究。

2、　　首先，結合目前的加工工藝，研發(fā)了一種高性能平板型太陽能集熱/蒸發(fā)器，集熱器內采用高吸收涂層鋁平板為吸熱板，背面滾壓成型半圓形凹槽，并以鋁制橋型件焊接固定集熱銅管，使集熱管圓周各方向均與吸熱板緊密接觸，減小了接觸熱阻，提高了集熱板與管內制冷劑的傳熱性能。以環(huán)保制冷劑R417A為制冷工質，搭建了太陽能與空氣源復合熱泵系統(tǒng)實驗臺。
　　其次，為了探究復合熱泵系統(tǒng)的主要影響因素和總體性能，對該復合系統(tǒng)的太陽能集熱/蒸發(fā)器、冷凝器、電子

3、膨脹閥、壓縮機四個主要部件建立了數學模型，采用Matlab編寫了太陽能與空氣源復合熱泵系統(tǒng)的模擬程序。
　　再次，通過模擬與實驗，深入地分析了太陽輻射強度、環(huán)境溫度、冷凝器入口水溫這三個主要影響因素對系統(tǒng)性能的影響規(guī)律。在環(huán)境溫度為10℃時，吸熱板與玻璃蓋板存在一定溫差，且隨著太陽輻射強度的增強而變大，說明在冬季太陽輻射強度高時玻璃蓋板能夠有效減小集熱板的熱損失;當太陽輻射強度增加而其他因素不變時，系統(tǒng)的制熱量隨之增加，但集熱效率

4、隨之下降，從模擬結果看出，當太陽輻射強度從300W/m2升高到500W/m2時集熱效率的降幅最大。壓縮機耗功受循環(huán)水溫度的影響最大，壓縮機吸排氣壓比隨著循環(huán)水溫的增加而增大，導致壓縮機耗功快速增加，使得系統(tǒng)COP隨之減小，其余性能也將隨著循環(huán)水溫而有所變化，但相對較小。
　　最后，為了對多模式的系統(tǒng)性能做出全面評價，根據相應國標制定了實驗測試標準，并對復合熱泵的多模式運行性能進行了一系列的實驗測試。在夏季冷熱水聯供工況下，保持空調