空氣源熱泵輔助太陽能熱水系統(tǒng)在夏熱冬冷地區(qū)的運行模擬和應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，太陽能熱水器的應(yīng)用日益普及，但常規(guī)太陽能熱水器易受氣候的影響，不能全天候運行?？諝庠礋岜脽崴畽C組作為一種高效節(jié)能裝置，其開發(fā)利用得到了越來越廣泛的重視，但當(dāng)室外溫度降低時，空氣源熱泵機組的供熱量及效率也隨之下降，尤其當(dāng)冬季室外溫度降到0℃以下時機組存在結(jié)霜除霜的問題。鑒于二者各自的特點，提出將這兩個系統(tǒng)進行有機結(jié)合，組成空氣源熱泵輔助太陽能熱水系統(tǒng)，可最大程度的克服兩者的缺點、發(fā)揮兩者的優(yōu)點，從而保證全天侯高效地制取生活熱水。<

2、br>　　本文采用集總參數(shù)法建立了空氣源熱泵輔助太陽能熱水系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和模擬流程，利用MATLAB語言編寫了該系統(tǒng)太陽能集熱器傾斜角、太陽能單元制熱量、熱泵單元性能參數(shù)等模擬計算程序。研究了重慶地區(qū)太陽能集熱面積與壓縮機功率的最佳匹配情況以及太陽能集熱器的最佳安裝傾斜角度；以重慶地區(qū)的氣象資料為基礎(chǔ)，模擬研究了在全年不同工況下，太陽能單元單獨運行對水箱水溫的影響和熱泵單元的運行時間、制熱量、軸功率和熱泵COP等性能參數(shù)，總結(jié)了這些參數(shù)

3、隨時間、蒸發(fā)溫度和冷凝溫度等因素的變化規(guī)律并分析了太陽能集熱單元和熱泵單元其余的性能影響因素。在此基礎(chǔ)上模擬研究了全年每月熱泵單元功耗最低時熱泵的最佳開啟時間，并對比分析了優(yōu)化運行模式（最佳開啟時間）和常規(guī)運行模式（14:00開啟熱泵）下熱泵機組COP和系統(tǒng)COP，優(yōu)化運行模式熱泵機組COP均高于常規(guī)運行模式，優(yōu)化運行模式系統(tǒng)COP為6.71，表明該系統(tǒng)具有很好的節(jié)能效果。
　　在以上研究的基礎(chǔ)上，針對某一實際工程案例，測試了四季

4、典型氣象日該系統(tǒng)的運行性能，并將實測值和模擬值進行對比，驗證了所建立數(shù)學(xué)模型的正確性和可靠性，同時得出了四季空氣源熱泵的性能變化曲線和擬合多項式。將空氣源熱泵輔助太陽能熱水系統(tǒng)與其他幾種常規(guī)熱水系統(tǒng)在節(jié)能效益、經(jīng)濟效益和環(huán)保效益三個方面進行了對比分析，其中經(jīng)濟比較采用動態(tài)費用年值法，并分析了資金貸款利率和能源價格變化對各方案動態(tài)費用年值的影響。結(jié)果表明，在重慶地區(qū)氣候特點下，與其他幾種熱水方案相比，空氣源熱泵輔助太陽能熱水系統(tǒng)年運行能耗