基于微通道集熱的復合熱泵熱水器性能研究.pdf

1、基于微通道集熱的復合熱泵熱水器是一個采用微通道集熱器作為系統(tǒng)的輔助蒸發(fā)器和集熱器，將太陽能熱利用技術(shù)和空氣源熱泵技術(shù)合理復合在一起的熱泵系統(tǒng)。該復合熱泵系統(tǒng)可以直接利用太陽能加熱水，也可以將太陽能作為輔助蒸發(fā)熱源提供給熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器，能夠彌補空氣源熱泵和太陽能熱水器運行時存在的不足，緩解電熱水系統(tǒng)能耗大和燃氣熱水系統(tǒng)熱能利用效率不高等問題，推進建筑用能的合理性、科學性，加強能源的利用效率，具有明顯的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。
　　基于微

2、通道集熱的復合熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計巧妙，可以根據(jù)環(huán)境氣候條件，通過簡單有效的控制，有效提高太陽能和空氣能的利用效率，實現(xiàn)多種工況條件下運行。而本文提出的微通道集熱器是實現(xiàn)系統(tǒng)復合利用太陽能和空氣能的關(guān)鍵部件，為了驗證微通道集熱器在太陽能與空氣源熱泵集成系統(tǒng)的可行性，本文對微通道集熱器進行了建模仿真，通過對比傳統(tǒng)平板型集熱器的平均板溫、加熱時間和集熱效率的仿真數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示微通道集熱器的平均集熱效率比最佳管間距的傳統(tǒng)平板集熱器要高出9.3％，

3、比市場常見的兩種集熱器分別高20.6%、30.6%，驗證了微通道集熱器在復合熱泵系統(tǒng)中應用的可行性。
　　為了驗證復合熱泵的工作性能，本文從復合系統(tǒng)的工質(zhì)循環(huán)出發(fā)，基于兩相區(qū)換熱規(guī)律變化，采用分布參數(shù)法建立了冷凝器、蒸發(fā)器和微通道集熱器的數(shù)學模型，用集中參數(shù)法建立了壓縮機模型，對熱力膨脹閥采用圖表法建模。以長沙地區(qū)四季平均環(huán)境參數(shù)設定四季工況，確立平衡約束條件、邊界條件以及部件、系統(tǒng)仿真算法設計，以實現(xiàn)整個系統(tǒng)模型方程的求解。并采

4、用matlab語言編寫了系統(tǒng)的仿真程序，對系統(tǒng)進行了模擬計算。系統(tǒng)仿真主要做了兩部分工作，首先分析了環(huán)境溫度、光照強度對系統(tǒng)蒸發(fā)溫度和COP值的影響，從結(jié)果可以看出微通道集熱器在熱泵系統(tǒng)中可有效提高蒸發(fā)溫度和COP值，這對冬季工況下減少除霜能耗是非常有利的。同時，研究了系統(tǒng)在長沙地區(qū)四季運行性能，分析了不同氣候條件下水溫、蒸發(fā)溫度和COP值隨加熱時間的變化關(guān)系，與電熱水器和空氣能熱水器的四季能耗作了對比。結(jié)果表明，本文提出的復合熱泵熱水