三套管蓄能型太陽能與空氣源熱泵集成系統(tǒng)實驗與模擬.pdf

1、三套管蓄能型太陽能與空氣源熱泵集成系統(tǒng)是一個采用新型的三套管相變換熱器，將太陽能熱泵、空氣源熱泵和相變蓄能技術有機地集成在一起的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以充分利用清潔的可再生能源太陽能、空氣能，利用空氣源熱泵和太陽能熱泵互為補充，緩解了常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)能耗大和環(huán)境污染等問題，表現(xiàn)出用能的合理性，推廣了科學用能、生態(tài)供熱的理念，具有明顯的環(huán)境效益和社會效益。
　　三套管蓄能型太陽能與空氣源熱泵集成系統(tǒng)結構設計巧妙，可以根據(jù)氣候條件、用戶需求的不同

2、，通過簡單有效地控制策略，來實現(xiàn)多種運行模式，即夏季空氣源熱泵供冷及太陽能供生活熱水模式；夏季夜間蓄冷模式；夏季用戶側取冷及太陽能供生活熱水模式；夏季供冷/蓄冷模式；夏季空氣源熱泵和蓄冷聯(lián)合供冷及太陽能供生活熱水模式；冬季供熱模式；冬季蓄熱模式；冬季蓄能熱泵供熱模式；冬季空氣源熱泵供熱模式；冬季空氣源和蓄熱聯(lián)合供熱模式；冬季空氣源和太陽能聯(lián)合供熱模式。基于三套管蓄能型太陽能與空氣源熱泵集成系統(tǒng)的運行模式，可知該系統(tǒng)是一個可全年應用的多源

3、熱泵系統(tǒng)，具有調(diào)節(jié)靈活、適用范圍廣等特點。
　　為了驗證三套管蓄能型太陽能與空氣源熱泵集成系統(tǒng)的可行性，本文通過對系統(tǒng)特點的分析，在現(xiàn)有的商用相變材料中篩選出了符合要求的相變材料。然后，針對系統(tǒng)核心部件—三套管相變蓄能換熱器，設計建立了實驗臺。在典型運行模式下，測得了實驗制冷系統(tǒng)的壓縮機入出口壓力、壓縮比、能量變化曲線，用實驗數(shù)據(jù)驗證了新系統(tǒng)的可行性。
　　為了研究三套管蓄能型太陽能與空氣源熱泵集成系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運行特性和三套管

4、相變蓄能換熱器的換熱特性，本文利用分布參數(shù)法建立了三套管相變蓄能換熱器的數(shù)學模型，對相變過程采用焓法模型建模。利用穩(wěn)態(tài)分布參數(shù)法分別建立了螺旋套管冷凝換熱器的數(shù)學模型，采用圖形法和力平衡法分別建立了壓縮機和熱力膨脹閥的集總參數(shù)計算數(shù)學模型，并基于能量守恒定律等約束條件，建立了三套管蓄能型太陽能與空氣源熱泵集成系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)仿真模型。這些模型的建立為研究三套管蓄能型太陽能與空氣源熱泵集成系統(tǒng)的運行特性提供了有力的工具。
　　利用系統(tǒng)仿真

5、數(shù)學模型，模擬了實驗臺制冷系統(tǒng)在蓄冷模式、蓄能熱泵供熱模式、和同時蓄、釋的供熱模式下，壓縮機吸排氣壓力、冷凝溫度、蒸發(fā)溫度、制熱量、蓄能量、COP等性能參數(shù)的變化情況，分析了在運行過程中引起系統(tǒng)各性能參數(shù)變化的各種因素。研究了三套管相變蓄能換熱器在蓄冷模式、取冷模式、蓄熱模式、蓄能供熱模式和同時蓄、釋的供熱模式下的相變材料的相變導熱過程和換熱器的熱力特性，并將數(shù)值模擬的結果與實驗數(shù)據(jù)進行了對比分析，二者吻合較好，從而驗證了本文所建模型的