太陽能相變蓄熱耦合空氣源熱泵系統(tǒng)性能研究.pdf

1、面對日益嚴峻的環(huán)境危機以及能源短缺的危機，暖通行業(yè)對清潔新能源的開發(fā)、利用以及技術(shù)進行了深入的研究。太陽能作為清潔能源在采暖系統(tǒng)中應(yīng)用已經(jīng)相當成熟，并取得了經(jīng)濟和環(huán)保的雙贏。為充分利用新能源，減少一次能源的浪費、延長設(shè)備的使用壽命，相變蓄熱技術(shù)在暖通行業(yè)已經(jīng)慢慢興起。由于地源熱泵長期運行受困因素逐漸很多，并且也會對地層的溫度產(chǎn)生影響，所以近幾年空氣源熱泵的應(yīng)用慢慢擴大。但空氣源熱泵系統(tǒng)現(xiàn)今急需解決的問題是其在低溫環(huán)境中運行效率較低、機組

2、停啟頻繁、機組使用壽命短。為改善空氣源機組效率和使用年限，本文對太陽能相變蓄熱耦合空氣源熱泵系統(tǒng)進行了實驗研究。
　　太陽能相變蓄熱耦合空氣源熱泵系統(tǒng)是通過太陽能真空玻璃管集熱器吸收太陽輻射出來的太陽能并將其儲存在相變蓄熱水箱中或與空氣源熱泵相結(jié)合同時用于供暖。該系統(tǒng)的控制策略為:空氣源熱泵機組獨立運行能滿足所需熱量時，相變蓄熱水箱將多余的熱量和太陽能輻射能進行儲存;當外界環(huán)境溫度過低時，空氣源熱泵不能獨立完成所需熱量時，太陽能相

3、變蓄熱耦合空氣源熱泵系統(tǒng)運行，太陽輻射量充足的情況下，多余的熱量會被存儲;若空氣源熱泵側(cè)有凝霜時，太陽能將一部熱量用于提高蒸發(fā)器側(cè)的溫度，克服凝霜現(xiàn)象的出現(xiàn)。通過實驗驗證與軟件模擬的方法對該系統(tǒng)中相變材料進行了研究分析。本文的主要內(nèi)容有:
　　1)介紹了耦合新系統(tǒng)提出的背景，國內(nèi)外關(guān)于太陽能、相變蓄熱、空氣源熱泵的研究現(xiàn)狀與相應(yīng)的技術(shù)水平，并指出現(xiàn)有研究中存在的不足之處，并對涉及的概念、計算公式以及應(yīng)用的主要部件進行了理論詳述。<

4、br>　　2)介紹了研究對象的工程概況和實驗臺搭建，對相變材料的選取和蓄熱水箱的設(shè)計以及其他組成設(shè)備的計算和選擇依據(jù)進行闡述
　　3)通過比較空氣源熱泵單獨運行和耦合系統(tǒng)運行兩種供暖模式，分析系統(tǒng)和機組的性能系數(shù)，驗證系統(tǒng)最優(yōu)控制策略的正確性。
　　4)基于前人所建立的相變蓄熱模型，對空氣源熱泵單獨運行和耦合系統(tǒng)運行過程中蓄熱棒的蓄熱過程進行了模擬分析，研究了相變蓄熱材料的蓄熱特性。
　　研究結(jié)果表明:太陽能相變蓄熱耦