空气源热泵辅助太阳能热水系统的性能研究

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1、分类号学号M201271080学校代码10487密级硕士学位论文空气源热泵辅助太阳能热水系统的性能研究学位申请人井煜锋学科专业：新能源科学与工程指导教师：丁国忠副教授答辩日期：2015.05.20AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringResearchontheperformanceoftheairsourceheatpumpassistedsolarwaterheatingsystemCandidate:JingYu

2、fengMajor:NewEnergyScienceandEngineeringSupervisor:DingGuozhongHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：

3、日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要近年来，太阳能热水器的发展突飞猛进，技术也日益成熟，为居民的生活热水提供了较大的方便。但是其

4、应用范围受到较多因素的影响，特别是受制于气候条件的变化。而空气源热泵作为一种传统的高效供热模式得到了广泛的发展，该装置不受太阳辐射强度的影响，能够较好地实现连续运转，但是当系统处在及其恶劣的环境下，机组结霜性能急剧下降。基于两者各自性能上的缺陷，本文采取将两个子系统有效结合起来构成空气源热泵辅助太阳能热水系统，能够在一定程度上实现性能上的互补。本文根据实际需求设计了一套空气源热泵辅助太阳能热水系统，并通过软件编写了模拟程序，在三种运行模式下分别分析了气温以及太阳辐射强度对各子系统运行性能的影响包括系统COP、集热效率以及加热时间等，为使系统运行更加高效，讨

5、论了系统各部件如压缩机、水箱容积以及集热器面积之间的最佳匹配情况。然后模拟确定了集热器在武汉地区的最佳安装倾角为20°，为了保证系统以最低能耗运行，得出了热泵在每个月的最佳开启时间，将该模式确定为优化运行模式。最后分析对比了两种模式下的性能参数，结果表明在优化运行模式下，系统以及热泵的COP明显高于常规运行模式，并且优化运行模式下单位热水的能耗比常规运行模式低21%。然后从节能性、经济性以及环保性三个方面论证了该系统的可行性，结果表明，节能性方面，该系统能耗转换成等价标煤为126.13kgce,是所有供热方案中能耗最小的。经济性方面，该系统动态年值为0.2

6、554万元，也为最小。环保性方面，该系统的减排量为2981.5kg，减排最多。因此，空气源热泵辅助太阳能热水系统在武汉地区具有较强的适应性，同时能够在一定程度上缓解用电紧张，节能降耗，有着广阔的前景，有利于在其他地区推广开来。关键词：空气源热泵，太阳能热水系统，年运行性能，运行模式，经济分析I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTInrecentyears,theapplicationofthesolarwaterheaterbecomingmoreandmorepopular,buttheconventionalsolarwaterheaterisea

7、silyaffectedbyclimate,couldn’tensureallweatherlongtimemovement.Airsourceheatpumpunit,asakindofhighefficiencyandenergysavingdevice,itsdevelopmentandutilizationhasbeenpaidmoreattentionbypeople,butwhentheoutdoortemperaturedrop,theefficiencyandheatingcapacityoftheheatpumpwilldecrease,

8、especiallyincoldwinter,theoutdoor