陽臺壁掛太陽能-空氣源復合熱泵系統(tǒng)的仿真模擬和實驗研究.pdf

1、針對太陽能集熱器因太陽能輻射運行不穩(wěn)定和空氣源熱泵冬夏季運行缺陷等問題，設計開發(fā)了一臺1.5匹陽臺壁掛太陽能—空氣源復合熱泵，通過對現有太陽能熱效應利用裝置及熱泵工況進行分析，確定了太陽能—空氣源復合熱泵在夏季、冬季和過渡季的運行模式，并對該裝置進行了理論和實驗研究。 建立了陽臺壁掛太陽能—空氣源復合熱泵系統(tǒng)的仿真模型，包括：壓縮機、蒸發(fā)器、毛細管、冷凝器和陽臺壁掛太陽能熱水器/換熱器。利用制冷劑工質、濕空氣及水的物性資料，建立

2、R22、濕空氣及水的物性數據庫。用Visual Basic語言編制了系統(tǒng)仿真軟件，通過與樣機實驗數據對比，其誤差在允許的范圍之內，系統(tǒng)模型的精度達到系統(tǒng)主要性能的要求。 利用人工環(huán)境模擬實驗室及高精度測試和數據采集系統(tǒng)，對陽臺壁掛太陽能—空氣源復合熱泵樣機各運行模式的典型工況進行了實驗研究。提出了樣機夏季、冬季和過渡季各運行模式，分析了國家相關標準中規(guī)定的測試工況下系統(tǒng)的運行特性，得出了樣機制冷(熱)量、水溫、耗功、吸氣溫度、排

3、氣溫度、蒸發(fā)壓力、冷凝壓力、COP等參數的變化規(guī)律。實驗表明，在樣機各部件合理匹配的情況下，陽臺壁掛太陽能—空氣源復合熱泵樣機在名義工況和最大負荷工況下的制冷COP和制熱COP、夏季高溫運行和冬季除霜運行的效果都優(yōu)于同工況下空氣源熱泵的相關參數，在名義工況和低溫工況下的制熱水平均COP和達到的水溫及其時間都優(yōu)于同工況下的單—熱源熱水器的相關參數，在超低溫工況(室外-25℃)下的陽臺壁掛太陽能—空氣源復合熱泵樣機能實現啟動。 陽臺

4、壁掛太陽能—空氣源復合熱泵系統(tǒng)將太陽能熱利用與空氣源熱泵有機結合，從而實現供冷、供熱及供熱水三位一體功能。一方面，陽臺壁掛式太陽能熱水器/換熱器吸收的熱量可以有效改善空氣源熱泵冬季運行工況，提高供熱效率，保證系統(tǒng)供熱性能的可靠性和穩(wěn)定性：另一方面，空氣源熱泵又可以提高夏季陰雨天氣、過渡季節(jié)和冬季太陽輻射較弱時，太陽能熱水的溫度。根據水溫和室內外溫度的變化，復合熱泵系統(tǒng)在太陽能熱效應利用技術與空氣源熱泵之間適時轉換運行。系統(tǒng)的優(yōu)化運行對于