太阳能热泵系统的理论与实验研究及系统经济性分析

【摘要】：本文理论部分建立了太阳能热泵系统各部件的模型,包括集热板模型、冷凝器模型、蒸发器模型、压缩机模型及膨胀阀模型,并结合各部分的模型建立了系统整体的模型；为了提高集热板模型的精确度,引入了神经网络校正对集热板的理论模型进行了校正,通过验证,集热板的模拟精度得到了提高；为了使模拟更加方便,运用C#编写了太阳能热泵系统模拟软件,该软件可即时的导出数据,快捷查看模拟结果,使模拟过程更加方便；对整个系统的运行进行了模拟,得出了整个系统的运行性能情况。本文实验部建立了太阳能热泵系统实验台,分针对太阳能集热板、热泵机组及太阳能系统整体运行性能进行了实验研究和分析。实验得出了系统在冬季的太阳辐射条件下,集热器内部的水温变化和太阳辐射对于其进出口温差的影响；蒸发器进水温度与冷凝器进水温度对于压缩机进出口压力温度的影响、对于压缩机耗功的影响、对于系统制热量和吸热量及系统制热系数的影响；系统整体的运行性能情况。在实验结果的基础上对太阳辐射与系统制热量和性能系数的实验值和模拟值进行了对比分析,结果表明实验结果与模拟结果的吻合度高。本文还以典型北方地区的住宅热用户为例,全面分析了太阳能热泵系统应用于地板辐射采暖的可行性、节能性和环保性,同时分析了系统从长期运行过程中,对于用户的经济效益。得出结论,系统用于北方地区冬季采暖可有效节能减排,同时在长期运行下经济性高。