太阳能空气源热泵科技论文

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1、CHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY科技论文检索与写作实践题目：太阳能空气源热泵热水机组控制系统设计二级学院（直属学部）：延陵学院专业：电气工程及其自动化班级：09电Y3学生姓名：沈雅俊学号：指导教师姓名：胡圣尧职称：副教授2013年03月01日II摘要太阳能作为一种新型的绿色可再生能源具有环保、节能、经济等优点。但太阳能的使用却会受到天气的影响，难以全天候使用。而空气源热泵热水机不仅环保，还可弥补这一缺点。若将空气源热泵机组作为太阳能集热系统的辅助装置，在太阳辐射的热量达不到要求时,便可以应用空气源热泵进行补充，

2、既可充分利用太阳能，又可节约辅助能源，最大限度降低运行成本。关键字：空气源热泵辅助加热太阳能控制系统IIAbstractKeywords:Airsourceheatpump，Auxiliaryheating，Solarenergy，ControlsystemII目录摘要IAbstractII第1章太阳能空气源热泵简介11.1课题来源11.2太阳能空气源热泵发展现状及发展趋势21.2.1太阳能空气源热泵发展现状21.2.2太阳能空气源热泵的发展趋势31.3太阳能空气源热泵热水机组控制系统设计要求31.3.1系统运行工况31.3.2设计要求4

3、1.4本章小结5参考文献6II第1章太阳能空气源热泵简介随着经济发展和人民生活水平的提高，我国面临着日益艰巨的能源压力，越来越多的住宅、宾馆、游泳池等开始采用太阳能作为中央热水系统的主要能源。但太阳能应用技术也存在弱点，如太阳能能量密度低、加热时间长、每天的太阳辐射量不确定等。因此，用太阳能供热水有可靠性较差，每天产热水量不确定等缺点[1]。空气源热泵热水机组根据逆卡诺循环原理，以少量电能为驱动力，以制冷剂为载体，源源不断地吸收空气中难以利用的低品位热能，并将其转化为可用的高品位热能，再将高品位热能释放到水中制取生活热水，以满足生活热水的

4、需求[2]。若是将二者结合起来，正常工作情况下，热水的获取通过太阳辐射热量，而当太阳辐射热量不能满足负荷的时候，则启动空气源热泵来补充解决。而太阳能空气源热泵热水机组就是太阳能和空气能综合利用的一种新型装置。本文设计了一个控制系统实现热水机组全自动运行，以期实现全天侯热水自动供给。1.1课题来源太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1,369w/㎡。地球赤道的周长为40,000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173,000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面

5、某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有102,000TW的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外），虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。7热泵技术是一种新型的节能制冷供热技术，长期以来主要应用于建筑物的采暖空调领域。因热泵制热在节能降耗及环保方面的良好表现，卫生热水供应系统也越来越多的采用热泵设备作为热源。其中以室外空气为热源的空气源热泵，结构简单，不需要专用机房，安装使用方便，

6、在卫生热水供应方面具有不可替代的优势，除了比较大型的空气源热泵热水系统外，现在已有多个品牌的小型的家用空气源热泵热水器也投放市场。但空气源热泵的一个主要缺点是供热能力和供热性能系数随着室外气温的降低而降低，所以它的使用受到环境温度的限制，一般适用于最低温度-10℃以上的地区。太阳能集热系统的最大优势在于，在日照充足条件下，整个系统运行成本几乎为零，这也是在太阳能比较丰富的地区以太阳能作为生产热水主要能源的重要原因。其缺点在于，当天气条件不利(如光照不足、夜间等情况)或者屋面可放置集热器面积有限时，只能依靠辅助热源进行加热。空气源热泵热水机

7、组与太阳能集热系统相比，最大优势在于只要室外环境温度在机组运行范围内(-10"—50℃)就可以全天候直供热水，弥补了太阳能系统本身存在的缺陷；同时在相同条件下，机组占地面积远小于太阳能集热板的占地面积。可见，将空气源热泵机组和太阳能集热系统两者有机组合，既可充分利用太阳能，又可节约辅助能源，最大限度降低运行成本，节省费用。空气源热泵机组与太阳能集热系统组合可实现优势互补。1.1太阳能空气源热泵发展现状及发展趋势1.2.1太阳能空气源热泵发展现状美国的马奇蒂博士，对世界一次能源替代趋势的研究结果表明，太阳能将在21世纪初进入一个快速发展阶段

8、，并在2050年左右达到30%的比例，次于核能居第二位，21世纪末太阳能将取代核能居第一位。早在20世纪50年代初，太阳能热利用的先驱者Jodan和Therkeld就指出了太阳能热泵[3]的优