直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)研究.pdf

1、采暖是北方居民冬季生活的基本需求，是占全國(guó)終端能耗近30％的建筑能耗中最大的能耗大戶(hù)。目前的采暖方式主要包括空調(diào)制熱、散熱片自然對(duì)流采暖及地板輻射采暖（地暖），其中地暖被認(rèn)為是熱舒適性和能效最高的。近幾年地暖在北方甚至在長(zhǎng)江中下游等地迅速興起，未來(lái)的建筑采暖方式中，據(jù)分析60％以上會(huì)采用地暖的方式。地暖系統(tǒng)具有舒適性高、節(jié)能和衛(wèi)生條件好等優(yōu)點(diǎn)，但常規(guī)的低溫?zé)崴嘏到y(tǒng)在提高熱源效率、保護(hù)環(huán)境、降低輸配系統(tǒng)能耗以及降低中間能量轉(zhuǎn)換損失等方

2、面還需要進(jìn)一步提高。
　　新型地板輻射采暖系統(tǒng)一直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)(Direct condensing airsource heat pump floor heating system，DCHP air)直接把制冷劑導(dǎo)入地板盤(pán)管中，代替常規(guī)熱泵系統(tǒng)的冷凝器，減少了中間能量傳遞環(huán)節(jié)和傳熱熱阻，大大降低了系統(tǒng)的能耗，有關(guān)研究剛開(kāi)展不久。本論文圍繞直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)的基本理論與性能開(kāi)展理論與實(shí)驗(yàn)研究，期待為直凝式空氣源熱泵地

3、暖系統(tǒng)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
　　第一章對(duì)直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)研究意義及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析和綜述，明確了研究目的和內(nèi)容。
　　第二章對(duì)直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)工作原理和基礎(chǔ)問(wèn)題進(jìn)行分析。直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)的散熱部件埋入地下，與常規(guī)采暖系統(tǒng)的散熱器直接向空氣散熱，其傳熱的方式與條件發(fā)生了變化。同時(shí)，與水暖式地暖相比，管內(nèi)媒體為制冷劑而不是水。本文為明確其對(duì)系統(tǒng)性能的影響，進(jìn)行了直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)與風(fēng)冷系統(tǒng)和水暖

4、系統(tǒng)的傳熱性能比較分析。地下埋管是直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)極為特殊也是極為重要的部分。本文從物理性能、傳熱性能、加工性、承壓能力、經(jīng)濟(jì)性及耐腐蝕能力六個(gè)方面出發(fā)，分析直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)地埋管的工作條件及要求，確定選取不銹鋼管作為直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)的盤(pán)管管材。
　　第三章利用ANSYS數(shù)值模擬軟件，對(duì)直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)中的熱能傳遞和地板結(jié)構(gòu)層的傳熱影響因素進(jìn)行了分析，得出不同冷凝溫度、地表層材料、填充層厚度及管間距

5、對(duì)應(yīng)的地表溫度及熱流密度值，并繪制成表格，為實(shí)際工程建造提供參考。
　　第四章進(jìn)行直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，研制出系統(tǒng)樣機(jī)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
　　第五章則對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析整理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果主要從能效與舒適性參數(shù)兩個(gè)方面進(jìn)行了整理。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)當(dāng)室外溫度為0℃，濕度為50％時(shí)，直凝式地暖機(jī)組小時(shí)能效比達(dá)到2.72以上，當(dāng)室外溫度上升至50℃，機(jī)組小時(shí)能效比提高到3.41以上，大大高于其他采