采用小温差换热末端的空气源热泵空调系统性能研究

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1、上海交通大学硕士学位论文采用小温差换热末端的空气源热泵空调系统性能研究硕士研究生：张川学号：1120209266导师：王如竹教授申请学位：工学硕士学科：动力工程及工程热物理所在单位：机械与动力工程学院答辩日期：2015年1月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterPerformanceStudyofAirSourceHeatPumpSpaceHeatingandCoolingSystemwi

2、thSmallTemperatureDifferenceTerminalsCandidate：ZhangChuanStudentID:1120209266Supervisor：Prof.WangRuzhuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence：January,2015Degree-Conferr

3、ing-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学硕士学位论文采用小温差换热末端的空气源热泵空调系统性能研究摘要解决夏热冬冷地区的冬季采暖问题对于提升该地区居民的生活质量，降低该地区的建筑能耗具有重要意义。既有解决方案存在着一次能源消耗量大、运行成本高、室内舒适性差等典型问题，为解决这些问题，本文提出了采用小温差传热末端的空气源热泵采暖空调系统解决方案。与既有家用中央空调系统相比，本文提出的通过使用小温差换热末端的新型系统，降低了对空气源热泵冷热水机组在制热工况下的冷

4、凝温度，优化了空气源热泵机组的运行工况，提升了空气源热泵采暖空调系统的能效。进一步地，本文通过实验测试和理论模拟的方式对比了不同末端对机组能耗、COP以及室内热舒适性的影响。实验结果表明，在夏季制冷工况下，采用小温差传热风机盘管时，机组出水温度能提升到10oC，机组能耗能够降低15%左右（与采用常规风机盘管末端的系统相比）；在冬季采暖工况下，采用地板辐射末端或者小温差传热风机盘管时，机组出水温度能降低到35oC，机组能耗能够降低20%左右（与采用常规风机盘管末端的系统相比）。同时，优化安装位置之后的室内末端在冬季

5、采暖时室内气流组织更为合理，房间温度分布的均匀性更好。本文提出的利用室外环境温度联系建筑动态负荷特性和机组性能曲线的模拟结果也验证了这些结论。最后，本文提出了小温差传热风机盘管末端的设计制造方法，并对基于此系统设计的空气源热泵家庭能源中心的设计方法与运行模式做了总结。关键词：空调系统、空气源热泵、室内末端、能耗1上海交通大学硕士学位论文PERFORMANCESTUDYOFAIRSOURCEHEATPUMPSPACEHEATINGANDCOOLINGSYSTEMWITHSMALLTEMPERATUREDIFFERE

6、NCEINDOORTERMINALSABSTRACTInordertosolvethespaceheatingprobleminsouthChina,thisthesiscomesupwithanairsourceheatpump(ASHP)solution.Bytheuseofsmalltemperaturedifferenceindoorterminals,includingsmalltemperaturedifferencefancoilunitsandfloorheatingcoils,theenergy

7、consumptionofASHPcanbereduceby15%and20%insummerandwinter,respectively.Also,accordingtothetestofthisthesis,indoortemperaturedistributionuniformitycanbeincreasedaswell.Moreover,wesimulatedthepowerconsumptionofASHPbyusingsimultaneousbuildingloadcurveandASHPpower

8、consumptioncurve.Finally,weproposedanoptimizedmethodforthefabricationofsmalltemperaturedifferencefancoilsandairsourceheatpumpfamilyenergycenter.KEYWORDS:buildingenergysystem,airsourceheat