【摘要】：太陽能的開發(fā)利用對于我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。直膨式太陽能-空氣復(fù)合熱源熱泵熱水器將太陽能熱利用與空氣源熱泵技術(shù)相結(jié)合,可同時(shí)吸收太陽輻射能和空氣中的熱量,能夠有效克服太陽輻射能流密度低和波動大的缺點(diǎn),大大提高系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的制熱效率和穩(wěn)定性,具有較好的全年綜合運(yùn)行性能,是太陽能高效利用的有效途徑。但目前這種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式以及運(yùn)行控制等仍有待進(jìn)一步優(yōu)化以提高系統(tǒng)性能。本文主要圍繞復(fù)合熱源熱泵熱水器的運(yùn)行特性、部件優(yōu)化、性能影響因素分析以及運(yùn)行控制優(yōu)化等方面展開實(shí)驗(yàn)研究和模擬分析。首先,對直膨式太陽能-空氣復(fù)合熱源熱泵熱水器實(shí)驗(yàn)裝置的集熱/蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行改進(jìn),并通過實(shí)驗(yàn)研究,分析了系統(tǒng)在不同天氣條件下的運(yùn)行特性。結(jié)果表明,系統(tǒng)在不同天氣條件下均能夠可靠地制取120L、溫度為55℃的生活熱水,且在不同的天氣條件下,系統(tǒng)將以不同的模式運(yùn)行。分析還發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有裝置中使用的熱力膨脹閥難以滿足流量控制要求,有待進(jìn)一步改進(jìn)。其次,將MEMS思服閥流體智控系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)裝置上,對集熱/蒸發(fā)器的過熱度控制進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并與采用熱力膨脹閥的裝置進(jìn)行對比分析。為了更好地實(shí)現(xiàn)部件之間的容量匹配,為系統(tǒng)配置了變頻控制器和變頻壓縮機(jī),對改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)測試,所得結(jié)果可為系統(tǒng)的變工況運(yùn)行控制提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。再次,建立了直膨式太陽能-空氣復(fù)合熱源熱泵熱水器的數(shù)學(xué)模型并用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)加以驗(yàn)證。利用驗(yàn)證過的模型進(jìn)一步分析了各參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響,為系統(tǒng)運(yùn)行控制策略的制定提供理論依據(jù)。最后,根據(jù)太陽輻射強(qiáng)度和環(huán)境溫度的變化,制定了不同工況下系統(tǒng)運(yùn)行策略,并用實(shí)驗(yàn)檢測變?nèi)萘靠刂撇呗缘目刂菩Ч�。結(jié)合南京地區(qū)典型氣象年的氣象參數(shù),對系統(tǒng)在變?nèi)萘磕Ｊ较潞投ㄈ萘磕Ｊ较逻\(yùn)行時(shí)的性能狀況進(jìn)行全年對比分析。結(jié)果表明,相比定容量模式,系統(tǒng)在變?nèi)萘磕Ｊ较碌腃OP全年平均增長49.27%,耗電量平均下降29.73%,全年能源消耗效率增長37.29%,節(jié)能效果顯著。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TK515

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2617916