太陽能-空氣復合熱源熱泵系統(tǒng)性能研究.pdf

1、根據單一空氣源熱泵、單一太陽能熱泵及多換熱器切換式太陽能～空氣雙熱源熱泵的優(yōu)缺點，提出了一種新型的太陽能—空氣復合熱源熱泵系統(tǒng)(Solaf-AirCompofite Heat Source Heat Pump System,SACHP)，實現了對空氣、太陽能兩種可再生能源的綜合利用和優(yōu)勢互補，尤其適合我國寒冷地區(qū)城鎮(zhèn)別墅住宅和鄉(xiāng)村獨立住宅空調采暖及衛(wèi)生熱水需求，對改善城市生態(tài)環(huán)境，引領新農村住宅環(huán)境建設，提供了一種可行的技術方法。本文對

2、該SACHP工作原理進行了理論分析，建立了SACHP數學模型，設計并搭建了SACHP性能綜合測試平臺，對其制熱特性進行了全面、深入地模擬與實驗研究，揭示了SACHP主要特性參數的基本影響規(guī)律，為下一步開發(fā)實用型SACI-IP奠定了基礎。本文研究成果包括以下幾個方面：
　　 (1)提出并設計了SACHP，該系統(tǒng)可實現單-空氣、太陽能-空氣、單一太陽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，實現熱泵對多種低溫熱源的復合有效利用提供了可靠的系統(tǒng)保證。SACI-IP已獲得國家發(fā)明專利授權。
　　 (2)提出并設計了太用能—空氣雙熱源復合換熱器，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)換熱器中熱泵工質只能與單一氣態(tài)或液態(tài)熱源進行換熱的模式，可實現熱泵工質在同一換熱器中與空氣和太用能熱媒兩種熱源進行同步耦合換熱，為實現對太陽能、空氣兩種熱源的同步復合利用奠定了技術設備基礎。該

4、換熱器已獲國家實用新型專利授權，發(fā)明專利已通過初審，進入公開階段。
　　 (3)依據復合挾熱器中復合熱源的耦合換熱特性，提出了“復合熱源有效溫差”和“復合熱源最大有效溫差”的概念。根據實驗結果，擬合出了最大有效復合換熱溫差關聯式，可用作復合熱源有效溫差范圍的預測計算?！皬秃蠠嵩从行夭睢钡难芯繉ACHP熱源工作模式和控制策略的確定、系統(tǒng)優(yōu)化設計以及適用范圍界定具有重要的意義。
　　 (4)建立了復合熱源熱泵系統(tǒng)數學模型

5、。采用集中參數法建立了SACI-IP模型，對太陽能-空氣雙熱源工作模式下系統(tǒng)的制熱特性進行了模擬計算，分析了空氣熱源溫度，太陽能熱媒流量及溫度，以及雙熱源有效溫差對太陽能—空氣復合熱源熱泵系統(tǒng)運行特性的影響。并將模擬結果與實驗結果進行對比分析，二者變化趨勢相同，能夠較好吻合。
　　 (5)設計并搭建了SACHP性能實驗平臺，分別完成了復合熱源熱泵在三種熱源工作模式下系統(tǒng)的性能實驗。實驗研究結果表明：在0℃以上環(huán)境溫度工況范圍，S