【摘要】：為緩解夏熱冬冷地區(qū)冬季供暖設(shè)備能耗高、舒適性差的問題,本文將太陽能光伏環(huán)路熱管技術(shù)與水源熱泵技術(shù)相結(jié)合,構(gòu)建了一種新型太陽能光伏環(huán)路熱管輔助熱泵供暖系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合了環(huán)路熱管布置靈活、高效傳熱和環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢,并將地表水源和太陽能作為水源熱泵的雙熱源,以增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)在充分提高光熱轉(zhuǎn)換效率的同時(shí),還可以將生產(chǎn)的電能并入國家電網(wǎng)產(chǎn)生一定的收益,進(jìn)而提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。本文通過理論分析、數(shù)學(xué)模擬等方式,研究了該系統(tǒng)在夏熱冬冷地區(qū)的運(yùn)行性能和關(guān)鍵參數(shù)對系統(tǒng)運(yùn)行性能的影響,探討了系統(tǒng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益�；跓崃W(xué)第一定律及能量平衡原理,建立了太陽能光伏環(huán)路熱管環(huán)路數(shù)學(xué)模型。基于瞬態(tài)模擬軟件TRNSYS,將環(huán)路熱管環(huán)路模型與水源熱泵環(huán)路模型相耦合,構(gòu)建了整套系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。依據(jù)所建模型,探究了該系統(tǒng)短期及長期運(yùn)行性能變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),與單獨(dú)水源熱泵供暖系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)可有效提升水源熱泵運(yùn)行性能,節(jié)約供暖耗電量。針對主要設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù)的模擬分析發(fā)現(xiàn),集熱器面積、水箱容積及太陽能蓄熱時(shí)間段是該系統(tǒng)運(yùn)行性能的主要影響參數(shù)。以單獨(dú)水源熱泵供暖系統(tǒng)為基準(zhǔn),該系統(tǒng)具有顯著節(jié)能、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU832.1
【圖文】：

圖 1-1 串聯(lián)式太陽能輔助熱泵系統(tǒng)式太陽能輔助熱泵系統(tǒng)如圖 1-2 所示，該系統(tǒng)的太陽能系統(tǒng)和熱泵種系統(tǒng)形式的優(yōu)勢為在太陽能較為充足時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能直接供行；劣勢為沒有提升熱泵蒸發(fā)器的進(jìn)水溫度，以至于無法提高水。

第 1 章 緒 論進(jìn)行加熱或應(yīng)用其他水源（如地表水）作為熱泵的熱源。圖 1-1 串聯(lián)式太陽能輔助熱泵系統(tǒng)并聯(lián)式太陽能輔助熱泵系統(tǒng)如圖 1-2 所示，該系統(tǒng)的太陽能系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)。這種系統(tǒng)形式的優(yōu)勢為在太陽能較為充足時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能直接供暖和歇運(yùn)行；劣勢為沒有提升熱泵蒸發(fā)器的進(jìn)水溫度，以至于無法提高水源熱性能。

圖 1-3 混聯(lián)式太陽能輔助熱泵系統(tǒng)除了對太陽能輔助熱泵系統(tǒng)形式的研究，近年來主要的研究方向還包括：太能和其他可再生能源聯(lián)合作為熱泵的熱源；太陽能輔助熱泵系統(tǒng)的光電光熱綜合用等。研究的方式包含運(yùn)用 TRNSYS 等軟件進(jìn)行運(yùn)行性能模擬以及建立實(shí)驗(yàn)平臺縱玉金等[46]設(shè)計(jì)并研究了一種新型的太陽能-地下水源熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)以串聯(lián)式陽能輔助熱泵系統(tǒng)為基本形式，應(yīng)用太陽能系統(tǒng)生產(chǎn)的 10 ℃ ~25 ℃的低溫?zé)崴魉礋岜玫臒嵩�，并將熱量傳遞給供暖末端的高溫?zé)崦街�，可�?shí)現(xiàn)有效地降低太能系統(tǒng)投資成本的目的。當(dāng)太陽輻照強(qiáng)度較低時(shí)，蓄熱水箱中水的溫度將低于地水溫度，此時(shí)水源熱泵熱源將由蓄熱水箱中水轉(zhuǎn)換為地下水，可保持供熱的穩(wěn)定和連續(xù)性。季杰等人[47]建立了一個(gè) PV-SAHP 系統(tǒng)試驗(yàn)臺，將蒸發(fā)器和太陽能 PV 結(jié)合，用蒸發(fā)器的吸熱作用帶走 PV 板的熱量。最終該系統(tǒng)的平均性能系數(shù)（COP為 5.4，最高可達(dá) 10.4，平均光電效率為 13.4%。結(jié)果顯示 PV-SAHP 系統(tǒng)能夠有地提高熱泵的運(yùn)行性能與太陽能系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)化效率。因此，將太陽能系統(tǒng)和熱泵相結(jié)合能夠提高熱泵的性能系數(shù)，還可提高太陽

【參考文獻(xiàn)】

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