太陽(yáng)能-空氣復(fù)合熱源熱泵系統(tǒng)性能研究.pdf

1、根據(jù)單一空氣源熱泵、單一太陽(yáng)能熱泵及多換熱器切換式太陽(yáng)能～空氣雙熱源熱泵的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一種新型的太陽(yáng)能—空氣復(fù)合熱源熱泵系統(tǒng)(Solaf-AirCompofite Heat Source Heat Pump System,SACHP)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空氣、太陽(yáng)能兩種可再生能源的綜合利用和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，尤其適合我國(guó)寒冷地區(qū)城鎮(zhèn)別墅住宅和鄉(xiāng)村獨(dú)立住宅空調(diào)采暖及衛(wèi)生熱水需求，對(duì)改善城市生態(tài)環(huán)境，引領(lǐng)新農(nóng)村住宅環(huán)境建設(shè)，提供了一種可行的技術(shù)方法。本文對(duì)

2、該SACHP工作原理進(jìn)行了理論分析，建立了SACHP數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)并搭建了SACHP性能綜合測(cè)試平臺(tái)，對(duì)其制熱特性進(jìn)行了全面、深入地模擬與實(shí)驗(yàn)研究，揭示了SACHP主要特性參數(shù)的基本影響規(guī)律，為下一步開發(fā)實(shí)用型SACI-IP奠定了基礎(chǔ)。本文研究成果包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1)提出并設(shè)計(jì)了SACHP，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)單-空氣、太陽(yáng)能-空氣、單一太陽(yáng)能三種熱源工作模式，較好地解決單一熱泵源熱泵及多換熱器切換式熱泵的突出問題，為最大限

3、度地滿足不同地區(qū)和不同用戶的需求，實(shí)現(xiàn)熱泵對(duì)多種低溫?zé)嵩吹膹?fù)合有效利用提供了可靠的系統(tǒng)保證。SACI-IP已獲得國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)。
　　 (2)提出并設(shè)計(jì)了太用能—空氣雙熱源復(fù)合換熱器，該換熱器具有管翅式和套管式換熱器的雙重功能，突破了傳統(tǒng)換熱器中熱泵工質(zhì)只能與單一氣態(tài)或液態(tài)熱源進(jìn)行換熱的模式，可實(shí)現(xiàn)熱泵工質(zhì)在同一換熱器中與空氣和太用能熱媒兩種熱源進(jìn)行同步耦合換熱，為實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能、空氣兩種熱源的同步復(fù)合利用奠定了技術(shù)設(shè)備基礎(chǔ)。該

4、換熱器已獲國(guó)家實(shí)用新型專利授權(quán)，發(fā)明專利已通過初審，進(jìn)入公開階段。
　　 (3)依據(jù)復(fù)合挾熱器中復(fù)合熱源的耦合換熱特性，提出了“復(fù)合熱源有效溫差”和“復(fù)合熱源最大有效溫差”的概念。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，擬合出了最大有效復(fù)合換熱溫差關(guān)聯(lián)式，可用作復(fù)合熱源有效溫差范圍的預(yù)測(cè)計(jì)算?！皬?fù)合熱源有效溫差”的研究對(duì)SACHP熱源工作模式和控制策略的確定、系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及適用范圍界定具有重要的意義。
　　 (4)建立了復(fù)合熱源熱泵系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型

5、。采用集中參數(shù)法建立了SACI-IP模型，對(duì)太陽(yáng)能-空氣雙熱源工作模式下系統(tǒng)的制熱特性進(jìn)行了模擬計(jì)算，分析了空氣熱源溫度，太陽(yáng)能熱媒流量及溫度，以及雙熱源有效溫差對(duì)太陽(yáng)能—空氣復(fù)合熱源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行特性的影響。并將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，二者變化趨勢(shì)相同，能夠較好吻合。
　　 (5)設(shè)計(jì)并搭建了SACHP性能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，分別完成了復(fù)合熱源熱泵在三種熱源工作模式下系統(tǒng)的性能實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明：在0℃以上環(huán)境溫度工況范圍，S