【摘要】：在科技進(jìn)步和環(huán)保需求的共同驅(qū)動(dòng)下,全球能源消費(fèi)增速變緩,能源結(jié)構(gòu)向著更清潔、更低碳的方向發(fā)展。直膨式太陽(yáng)能熱泵(DX-SAHP)將太陽(yáng)能集熱器與熱泵蒸發(fā)器有機(jī)集成,可以有效提高集熱效率和蒸發(fā)溫度,獲得較高性能系數(shù)。本文對(duì)變?nèi)萘緿X-SAHP系統(tǒng)的運(yùn)行性能和運(yùn)行控制方式進(jìn)行了理論與實(shí)驗(yàn)研究,分析了不同運(yùn)行參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響,提出了系統(tǒng)運(yùn)行控制策略,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行。構(gòu)建了 DX-SAHP系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),該平臺(tái)主要由裸板式集熱/蒸發(fā)器,變頻壓縮機(jī),微通道冷凝器、蓄熱水箱、電子膨脹閥以及配套設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)構(gòu)成。工質(zhì)采用制冷劑R134a,充注量為1000g。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的初步運(yùn)行測(cè)試結(jié)果表明,系統(tǒng)運(yùn)行良好,夏季典型工況下系統(tǒng)平均性能系數(shù)達(dá)到5.43,平均集熱效率為1.17。建立了 DX-SAHP系統(tǒng)仿真模型,模型包括制冷劑R134a的物性模型及系統(tǒng)各部件模型�；贛ATLAB計(jì)算軟件,編寫了該模型的仿真程序。對(duì)仿真模型進(jìn)行了多工況實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明,系統(tǒng)各運(yùn)行參數(shù)模擬誤差低于12%�；谠摲抡婺Ｐ�,對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在典型工況下的運(yùn)行性能進(jìn)行了模擬分析。模擬結(jié)果為,在輻射強(qiáng)度為650 工況下,平均性能系數(shù)為5.40,平均集熱效率為1.25,在輻射強(qiáng)度為200 W.m-2工況下,平均性能系數(shù)為4.00,平均集熱效率為3.06,說明DX-SAHP系統(tǒng)在太陽(yáng)輻射較低的工況下仍具有良好制熱能力。對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行控制參數(shù)進(jìn)行了模擬研究,包括過熱度和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速,確定了過熱度理想控制范圍為5～10℃和轉(zhuǎn)速理想運(yùn)行模式為依據(jù)太陽(yáng)輻射調(diào)速的變速運(yùn)行模式。建立了太陽(yáng)輻射簡(jiǎn)化模型,對(duì)集熱/蒸發(fā)器傾角進(jìn)行了模擬研究,確定了緯度36°附近地區(qū)理想傾角范圍為45～60°。結(jié)合DX-SAHP仿真模型和太陽(yáng)輻射簡(jiǎn)化模型,對(duì)系統(tǒng)加熱時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行了模擬研究,提出了加熱時(shí)長(zhǎng)與初始水溫的線性擬合公式�；谶^熱度和轉(zhuǎn)速控制,提出了變?nèi)萘緿X-SAHP系統(tǒng)控制策略,全工況實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明,控制策略可以準(zhǔn)確控制加熱時(shí)間,獲得較高性能系數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK515
【圖文】：

空調(diào)、熱泵熱水器等。其結(jié)構(gòu)形式有平行流管式散熱器和三維錯(cuò)流式散熱器。逡逑由于外型尺寸較大，微通道水力直徑在０．６？１邋ｍｍ，故稱為大尺度微通道換熱器，逡逑其結(jié)構(gòu)如圖１－１所示。逡逑圖１－１微通道換熱器結(jié)構(gòu)示意圖邐圖１－２微通道結(jié)構(gòu)示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邐Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｔｈｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ逡逑ｍｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｌ邋ｈｅａｔ邋ｅｘｃｈａｎｇｅｒ邐ｍｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｌｓ逡逑微通道鋁扁管是一種采用精煉鋁棒、通過熱擠壓、經(jīng)表面噴鋅防腐處理，逡逑形成的薄壁多孔扁形管狀材料，其結(jié)構(gòu)如圖１－２所示。受壓力加工技術(shù)所限，逡逑可選用的材料也極為有限，主要為鋁及鋁合金，牌號(hào)為丨１００、丨丨９７（Ｄ９７）、３００３逡逑和３丨０２１４（＞１。與常規(guī)換熱器相比，微通道換熱器不僅體積小換熱系數(shù)大，換熱效逡逑率高，可滿足更高的能效標(biāo)準(zhǔn)，而且具有優(yōu)良的耐壓性能。目前，生產(chǎn)微通道逡逑換熱器的關(guān)鍵技術(shù)一－微通道平行流管的生產(chǎn)方法在國(guó)內(nèi)己漸趨成熟，使得微逡逑通道換熱器的規(guī)�；褂贸蔀榭赡�。逡逑１．２．３直膨式太陽(yáng)能熱泉系統(tǒng)運(yùn)行控制逡逑ＤＸ－ＳＡＨＰ系統(tǒng)運(yùn)行過程中，集熱／蒸發(fā)器在與吸收太陽(yáng)輻射的同時(shí)也與環(huán)逡逑境空氣存在熱量交換

空調(diào)、熱泵熱水器等。其結(jié)構(gòu)形式有平行流管式散熱器和三維錯(cuò)流式散熱器。逡逑由于外型尺寸較大，微通道水力直徑在０．６？１邋ｍｍ，故稱為大尺度微通道換熱器，逡逑其結(jié)構(gòu)如圖１－１所示。逡逑圖１－１微通道換熱器結(jié)構(gòu)示意圖邐圖１－２微通道結(jié)構(gòu)示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邐Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｔｈｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ逡逑ｍｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｌ邋ｈｅａｔ邋ｅｘｃｈａｎｇｅｒ邐ｍｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｌｓ逡逑微通道鋁扁管是一種采用精煉鋁棒、通過熱擠壓、經(jīng)表面噴鋅防腐處理，逡逑形成的薄壁多孔扁形管狀材料，其結(jié)構(gòu)如圖１－２所示。受壓力加工技術(shù)所限，逡逑可選用的材料也極為有限，主要為鋁及鋁合金，牌號(hào)為丨１００、丨丨９７（Ｄ９７）、３００３逡逑和３丨０２１４（＞１。與常規(guī)換熱器相比，微通道換熱器不僅體積小換熱系數(shù)大，換熱效逡逑率高，可滿足更高的能效標(biāo)準(zhǔn)，而且具有優(yōu)良的耐壓性能。目前，生產(chǎn)微通道逡逑換熱器的關(guān)鍵技術(shù)一－微通道平行流管的生產(chǎn)方法在國(guó)內(nèi)己漸趨成熟，使得微逡逑通道換熱器的規(guī)�；褂贸蔀榭赡�。逡逑１．２．３直膨式太陽(yáng)能熱泉系統(tǒng)運(yùn)行控制逡逑ＤＸ－ＳＡＨＰ系統(tǒng)運(yùn)行過程中，集熱／蒸發(fā)器在與吸收太陽(yáng)輻射的同時(shí)也與環(huán)逡逑境空氣存在熱量交換

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本文編號(hào)：2729250