：隨著太陽能光熱技術和熱泵技術迅速發(fā)展,太陽能熱泵供熱水技術逐步成為了目前能源界研究開發(fā)的熱點。本文研究的太陽能水源熱泵系統(tǒng)將太陽能光熱技術與熱泵技術相結合,是一種機電一體化的新型節(jié)能產品。然而,由于熱泵機組低溫制熱性能較差,且太陽能系統(tǒng)集熱效果隨著天氣變化波動較大,使得這種設備在制熱水運行過程中的控制方法成為系統(tǒng)能否高效運行的一個關鍵問題。本文對太陽能水源熱泵系統(tǒng)進行深入分析,對系統(tǒng)制熱水提出了一種全新的控制技術。本文開展的具體工作如下：對太陽能水源熱泵系統(tǒng)的工作原理進行分析,提出系統(tǒng)控制策略重點在于最大化利用太陽能完成制熱水任務以及提高系統(tǒng)綜合能效比。通過對儲熱水箱進行質量和能量守恒分析,得到了儲熱水箱水溫的控制方程,以此提出了基于預測各部分制熱量的控制策略。建立了太陽輻射逐時預測BP神經網絡模型,利用模型輸出參數(shù)建立太陽能集熱系統(tǒng)集熱量預測計算模型；對水源熱泵機組蒸發(fā)器進行換熱分析,以此為基礎建立了水源熱泵機組制熱量預測計算模型。建立了次日逐時太陽輻射預測BP神經網絡模型,預測當天太陽輻射分布規(guī)律,并且與太陽輻射逐時預測BP神經網絡的結果相比較實現(xiàn)太陽輻射規(guī)律的修正,搭建太陽能集... 

【文章來源】：中南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

太陽能熱泵熱水系統(tǒng)年銷售額曲線圖

2.1太陽能水源熱栗系統(tǒng)結構組成太陽能水源熱栗系統(tǒng)如圖2-1所示。太陽能水源熱栗系統(tǒng)從結構上來看包括兩部分：一部分是由太陽能集熱器、儲熱水箱、循環(huán)水菜以及必要的電磁閥組成的太陽能集熱系統(tǒng)；另外一部分是由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流閥、循環(huán)水粟、水源以及必要的電磁閥組成的水源熱栗系統(tǒng)。通過PVR (三型聚丙�。┕堋⑺谝约半姶砰y將這兩部分連接在一起，同時研發(fā)一套智能控制器來實現(xiàn)電磁閥、水栗以及水源熱栗機組的運行控制，于是形成了太陽能水源熱泉熱水系統(tǒng)。6 ? 9/?L 3 JOLiii/ 2 I 4 7 101 Q——圖2-1太陽能水源熱泵系統(tǒng)結構圖1-太陽能集熱器；2-太陽能循環(huán)水泵：3-儲熱水箱；4-熱泵機組循環(huán)水錄；5-冷凝器；6-壓縮機；7-膨脹節(jié)流閥；8-蒸發(fā)器；9-水源；10-水源側水錄在本系統(tǒng)中，太陽能集熱器采用的為以重力熱管為核心元件的新型太陽能集熱器，工作過程中太陽能吸熱體通過吸熱表面吸收太陽福射將其轉化為熱能，通過熱管蒸發(fā)段吸收熱能，管內工質發(fā)生相變氣化，遇到壓力較低的冷凝段凝結為液態(tài)，放出大量的熱，通過導熱流道將該部分熱量轉移到水循環(huán)管路，達到加熱熱水的目的；同時熱栗機組采用的是水源熱菜機組，水源來自于經過換熱器適當換熱后所得到的水源，水源溫度變化范圍適中

經過節(jié)流膨脹閥體積增大，又重新變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w狀態(tài)，等待著下一次蒸發(fā)器吸熱循環(huán)。工作原理如圖2-3所示。高溫高壓液體 [vwww^ I _ 2 I低溢低壓液體3(^高溫高壓氣體4、 Z [WVvVW~| 低壓氣體圖2-3熱泵機組單獨運行工作原理圖1-膨脹節(jié)流閥；2-冷凝器；3-壓縮機；4-蒸發(fā)器在這種模式下，太陽能集熱系統(tǒng)關閉，控制器不需要控制。此時，控制系統(tǒng)只需要判定水源熱粟單獨制熱水模式條件滿足，給熱粟機組一個控制信號開啟即可。由于熱粟機組自身有一套完整的運行控制程序，因此不再需要過多的控制熱粟機組。3)太陽能熱栗聯(lián)合運行模式當天氣處于春秋季節(jié)，太陽福射強度一般，此時太陽能集熱系統(tǒng)還可以吸收太陽福射產生部分熱水，但是無法滿足用戶每天制熱水需求總量，此時系統(tǒng)進入太陽能熱粟聯(lián)合運行模式。系統(tǒng)運行在太陽能熱菜聯(lián)合運行模式下，太陽能集熱系統(tǒng)與水源熱泉機組既相互獨立又相互補充，根據(jù)適當?shù)臈l件切換兩部分的運行狀態(tài)，充分利用兩者的優(yōu)勢達到最大效果生產熱水。太陽福射足夠時系統(tǒng)充分利用太陽能制熱水

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3487550