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《天津大学》 2010年
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内燃机热泵独立供能系统的理论模拟与实验研究

陈轶光  
【摘要】:内燃机热泵独立供能系统是以天然气或其它燃料为独立输入能源,为建筑物提供冷、热、生活热水及系统自用电的节能环保型设备,是对内燃机热泵技术的继承和发展。本文对内燃机热泵独立供能系统进行了较为全面的理论模拟和实验研究,主要研究内容如下: ⑴以内燃机热泵独立供能系统为研究对象,将整个系统分为三个部分:内燃机系统、热泵系统和发电系统。建立了由内燃机、排烟换热器、缸套水换热器、发电机、压缩机、翅片管换热器、板式换热器、电子膨胀阀和分液器等部件模型组成的内燃机热泵独立供能系统数学模型。针对实际热泵系统,对带分液器流量调节的翅片管换热器进行了详细的研究,模拟并分析了换热器内工质参数沿程分布情况。 ⑵对发电系统进行了理论研究,建立了三相同步发电机abc坐标系和dq坐标系下的数学模型,并对同步发电机空载建立电势和三相短路动态性能进行了研究。针对发电系统的特点本文利用Matlab中的Simulink工具箱建立了整流器模型。 ⑶利用实验台对内燃机热泵独立供能系统进行了变转速、变主板换水流量和变蒸发温度的性能试验,用得到的实验数据验证了本文建立的内燃机热泵独立供能系统仿真模型,结果表明模型的计算结果和实验数据吻合的较好。 ⑷利用内燃机热泵独立供能系统数学模型对内燃机热泵独立供能系统性能影响因素进行了研究,分析了室外换热器管子排列方式、板式换热器水流形式和发电机负荷对内燃机热泵独立供能系统性能的影响。 ⑸以内燃机热泵系统数学模型为基础,建立了空气源内燃机热泵系统动态分布参数模型,研究了空气源内燃机热泵系统的动态特性,结合近30年的气象资料,建立了北京、上海、广州和南京四个地区的温区统计资料,计算了制冷和制热季节内燃机热泵以室内负荷运行时系统COP和PER随室外温度的变化情况,分析了四个城市的内燃机热泵系统制冷季节能效比(SEER)、制冷季节一次能源利用率(SPERr)、制热季节能效比(HSPF)和制热季节一次能源利用率(SPERh),并对不同类型空气源热泵的季节性能进行了比较。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU833

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王明涛;燃气机热泵自动控制系统的研究[D];天津大学;2011年
2 刘焕卫;基于新型环保制冷剂的独立式燃气机热泵系统理论及实验研究[D];天津大学;2012年
【参考文献】
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2 张世钢;燃气机热泵仿真与优化匹配研究[D];天津大学;2004年
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【共引文献】
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7 李琦;某16V型柴油机相继增压性能分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
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【同被引文献】
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10 任勇;内燃机独立供能系统性能及冷冻水变流量研究[D];天津大学;2010年
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【二级引证文献】
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1 刘焕卫;基于新型环保制冷剂的独立式燃气机热泵系统理论及实验研究[D];天津大学;2012年
【二级参考文献】
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10 江耀;卜云龙;周增产;杨仁全;张春敏;张栋;龙智强;;浅层地能在农业设施中的应用研究[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
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2 于海;地源热泵今年再添1600万平方米[N];沈阳日报;2008年
3 彭跃东;东大游泳馆首尝“地热”甜头[N];沈阳日报;2007年
4 本报记者 李响;让浅层地热“热”起来[N];中国国土资源报;2008年
5 本报记者 王云峰;地源热泵的推广清洁并温暖着沈阳[N];辽宁日报;2007年
6 文君 和平;沈阳推广地源热泵技术[N];中国职工科技报;2007年
7 岳阳刘佳;沈阳全面推广地源热泵技术[N];中国矿业报;2008年
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