我國北方大部分地區(qū)冬季供熱主要以燃煤發(fā)電機組為主,環(huán)境污染嚴重。多風寒冷地區(qū)采暖期與強風季重疊,風能供熱是減少霧霾的有效途徑之一。風能直驅熱泵供熱技術是目前能源領域研究的熱點問題,研究驅動熱泵的垂直軸風力機具有重要的學術意義。選取張家口地區(qū)采用節(jié)能措施的15m²居民住宅為算例,以驅動熱泵壓縮機的垂直軸風力機為研究對象,進行設計選型。首先采用理論分析方法,研究垂直軸風力機與開啟式壓縮機的匹配特性;從氣候條件出發(fā),確定額定風速、供暖熱負荷等,考慮熱泵制熱系數(shù)、各裝置效率,確定垂直軸風力機額定轉速及輸出功率,探討風輪設計方法并完成設計;其次采用數(shù)值模擬方法,校核并分析驅動熱泵壓縮機的最佳風輪轉速范圍;最后以現(xiàn)有200W額定功率的垂直軸風力機為例對比驗證了實驗研究與數(shù)值模擬兩種方法。結果表明:選用額定功率為300W的垂直軸風力機驅動額定功率為250W的壓縮機,當風速大于或等于額定風速時,在額定風輪轉速下,系統(tǒng)將處于最佳運行狀態(tài);所設計的垂直軸風力機風輪最佳葉尖速比約為3.4,風能利用系數(shù)在0.2左右,分析匹配特性得到在9m/s額定風速下驅動壓縮機的最佳風輪轉速范圍為350... 

【文章來源】：華北理工大學河北省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

風力機和電動機并聯(lián)驅動熱泵機組供熱系統(tǒng)

圖 7 汽車空調壓縮機示意圖atic diagram of compressor for automobile a[17]通過對比多種電動汽車空調系統(tǒng)方案手，完成了汽車空調系統(tǒng)參數(shù)匹配相關的，確定了運行工況以及熱力循環(huán)。選擇了系統(tǒng)相關部件的選型工作，通過介紹電動慮熱力循環(huán)以及制冷負荷值，推算得出系的關系。分別依據(jù)壓縮機與電動機的各項8]分析了汽車空調系統(tǒng)由于匹配問題導致力特性以及結構特點等相關影響因素，完，并采用實驗方法對比驗證不同工況下優(yōu)定是否能實現(xiàn)優(yōu)化匹配的目的。

圖 8 升力型垂直軸風力機 圖 9 阻力型垂直軸風力機ig.8 Lift type vertical axis wind turbine Fig.9 Resistance type vertical axis wind t小型風力機的研究是目前風能行業(yè)的研究熱點。世界各國的生產商和科研開始著手針對小型垂直軸風力機進行研究，并相繼推出了相關的優(yōu)良產品成果[21]。加拿大 Cleanfield Energy、芬蘭 Windside、美國 Pac Wind 等公出了具有各自優(yōu)點的垂直軸風力發(fā)電機組，在行業(yè)內得到迅速推廣[22~25]。此外，就垂直軸風力機的設計研究而言，哈爾濱工業(yè)大學的陳衛(wèi)勇[26]采FD 數(shù)值模擬方法對垂直軸風力機葉片進行氣動計算，設計出額定功W 的垂直軸風力機，并對設計出的垂直軸風力機風輪做了功率校核計算27]針對 H 型垂直軸風力機，通過數(shù)值模擬和實驗研究相結合的方法，研風輪實度及安裝角等因素對風力機性能的影響；張影[28]針對風輪正常工條件兩種情況下，利用 ANSYS 軟件對達里厄 H 型垂直軸風力機的塔架外行了靜力特性、動力特性和穩(wěn)定性分析，其側重點集中在整機結構特性上29]分析了垂直軸風力機總體結構參數(shù)，通過建立風力機翼型的二維模型

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]300WH型垂直軸風力發(fā)電機氣動特性分析[D]. 紀李文.東華理工大學 2015
[4]某車型汽車空調系統(tǒng)匹配研究[D]. 張超.南昌大學 2014
[5]風力致熱—土壤源熱泵系統(tǒng)的模擬研究[D]. 張永志.內蒙古科技大學 2013
[6]升力型、升阻型垂直軸風力機氣動計算和優(yōu)化設計[D]. 李振朋.蘭州理工大學 2013
[7]垂直軸風力機氣動性能分析與優(yōu)化設計[D]. 惠萬馨.華北電力大學 2013
[8]垂直軸風力機結構數(shù)值模擬研究[D]. 唐蘇川.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[9]小型變槳距垂直軸風力機的一體化設計[D]. 尉越嘯.哈爾濱工程大學 2013
[10]垂直軸風力發(fā)電機塔架結構動力特性分析[D]. 張影.哈爾濱工業(yè)大學 2012



本文編號：3006625