并联式太阳能热泵热水系统模拟与实验研究

【摘要】：生活热水能耗作为建筑能耗的重要组成部分，且随着人们生活水平的提高，生活热水需求将越来越大。传统的热水制备方式如燃煤、燃油、燃气锅炉消耗大量的化石燃料，带来了严重的环境污染。因此，寻找一种高效洁净的新型热水制备方式迫切而重要。 并联式太阳能热泵热水系统是在热泵技术和太阳能热利用技术的基础上发展起来的，它充分利用了可再生无污染的太阳能资源，并通过高效的热泵技术使资源得到最有效的利用，是目前制备热水最节能的方式之一。本文以山东半岛气候特点为背景，采用潍坊地区气象数据，利用软件模拟得出并联式太阳能热泵热水系统运行方案和模拟结果，并加以实验验证。一方面验证transys软件在工程设计中的可靠性，一方面为山东半岛地区的太阳能热泵热水实际工程提供依据。 本文介绍了并联式太阳能热泵热水系统的基本原理、技术特点、运行特性及系统各主要部件的设计方法。在此基础上，针对某工厂浴室热水供应进行软件模拟分析和测试研究。本文通过模拟选择系统最优方案并分析系统的运行性能；同时在夏秋季节对某示范工程进行长期监测，得到系统的集热量、运行能耗及典型气候日系统的性能。针对软件模拟结果和测试结果进行分析。 最后本文就并联式太阳能热泵热水系统在运行稳定性、节能性、环保性以及技术经济性等方面进行了阐述。得出了太阳能热泵热水系统对于工程运用及经济方面具有很强的竞争性。 【关键词】：并联式太阳能热泵 transys模拟 性能分析 实验研究
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TU822
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第一章 绪论9-22
• 1.1 课题研究的背景9-10
• 1.1.1 节能减排的紧迫性9-10
• 1.1.2 建筑节能的重要性10
• 1.2 课题研究的意义10-13
• 1.2.1 太阳能资源的利用10-11
• 1.2.2 热泵技术11-12
• 1.2.3 太阳能热泵热水系统的提出12-13
• 1.3 空气源热泵与太阳能热水系统结合形式及其特点13-16
• 1.4 本课题的国内外研究状况16-21
• 1.4.1 太阳能热水系统16-18
• 1.4.2 空气源热泵热水系统18-19
• 1.4.3 并联式太阳能热泵热水系统19-21
• 1.5 本课题的主要研究内容21-22
• 第二章 并联式太阳能热泵热水系统22-36
• 2.1 并联式太阳能热泵热水系统基本原理22-25
• 2.1.1 系统原理22
• 2.1.2 运行工况分析22-23
• 2.1.3 系统特点23-25
• 2.2 并联式太阳能热泵热水系统的分类25-29
• 2.2.1 太阳能热水系统的分类25-27
• 2.2.2 空气源热泵热水系统的分类27-28
• 2.2.3 并联式太阳能热泵热水系统的分类28-29
• 2.3 并联式太阳能热泵热水系统的设计29-33
• 2.3.1 与建筑结合的并联式太阳能热泵热水系统设计流程29-30
• 2.3.2 太阳能集热器的设计30-31
• 2.3.3 空气源热泵机组的设计31-32
• 2.3.4 水箱的设计32
• 2.3.5 控制系统的设计32-33
• 2.4 工程设计背景33-34
• 2.4.1 山东半岛地区的气候特点33-34
• 2.4.2 工程概况34
• 2.6 本章小结34-36
• 第三章 并联式太阳能热泵热水系统动态模拟分析36-52
• 3.1 基于 TRNSYS 的系统概况36-38
• 3.1.1 transys 软件简介36
• 3.1.2 并联式太阳能热泵热水系统模型36-37
• 3.1.3 基于 transys 的系统模拟条件37-38
• 3.2 系统的模拟设计38-43
• 3.2.1 系统最优方案的选择38-41
• 3.2.2 最优方案的控制策略41-43
• 3.3 基于 transys 的系统供热性能分析43-51
• 3.3.1 月/日系统供热性能分析43-48
• 3.3.2 全年系统模拟结果及性能分析48-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第四章 太阳能热泵热水系统的测试研究52-60
• 4.1 实验介绍52-54
• 4.1.1 实验概况52-53
• 4.1.2 实验测试53-54
• 4.2 系统测试结果及分析54-57
• 4.2.1 典型气候日系统性能测试54-56
• 4.2.3 单元瞬时供热性能分析56-57
• 4.3 监测结果汇总57-59
• 4.3.1 监测期间天气情况57-58
• 4.3.2 监测结果及分析58-59
• 4.4 测试结果与理论模拟结果比较59
• 4.5 本章小结59-60
• 第五章 并联式太阳能热泵系统技术经济性分析60-65
• 5.1 稳定性分析60
• 5.2 节能性分析60
• 5.3 环保性分析60-61
• 5.4 技术经济性分析61-64
• 5.4.1 计算给定参数61-62
• 5.4.2 主要经济参数62
• 5.4.3 计算结果分析与比较62-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第六章 结论及展望65-68
• 6.1 主要研究内容及结论65-66
• 6.2 研究过程中存在的主要问题66
• 6.3 展望66-68
• 参考文献68-71

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