家用双热源热泵整体浴室模拟与实验研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文家用双热源热泵整体浴室模拟与实验研究论文作者：付洋学生类别：全日制专业学位类别：工学硕士领域名称：热能工程指导教师：苟湘职称：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofThermalPowerEngineeringSIMULATIONANDEXPERIMENTALRESEARCHONHOUSEHOLDDUALHEATSOURCEHEATPUMPBATHUNITbyFuYangSupervisor:AssociatePr

2、of.GouXiangDecember2016原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部

3、分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要随着环境污染的日益严重、资源匮乏的日益加剧，世界各国对节能减排的重视程度越来越高，热泵技术顺应时代背景在近些年也逐步推广开来，如：空气源热泵技术、污水源热泵技术、地源热泵技术、地下水源热泵技术等，而在此当中，空气源热泵技术和污水源热泵技术扮演着重要角色。本文提出了一种适用于小型家庭单户使用的带预热器双热源热泵整体浴室。该系统将空气源和污水源热泵技术有机相

4、结合，充分利用整体浴室中湿空气及淋浴废水的热量，做到能量的即取即用，并在淋浴废水的热量被利用前，系统中增加预热器，提取一部分淋浴废水的热量释放给待加热冷水，提高了淋浴废水热量的利用率及系统的整体能效比，不设电辅助加热装置，完全做到水电分离，提高了系统运行的经济性和安全性，降低了系统制造和运行成本。首先，本文利用流程模拟软件ASPENPLUS对该系统在人洗浴过程中的变工况运行参数及预热器对系统影响进行了模拟，对不同工况下及有无预热器时系统节能效果进行对比和分析，并对该系统进行优化分析。其次，本文完成了家用双热源热泵整体浴室系统各部件的设计，搭建了家用双热源热泵整体浴室实验系

5、统，获取了不同实验方案下的相关实验数据，验证了系统的可行性。实验系统包含有预热器、空气源蒸发器和污水源蒸发器，并采用套管式冷凝器时，当洗浴用水温度为40℃，洗浴用水流量为6L/min，空气温度为26.5℃时，实验系统COP最高可达6.388。在有预热器、空气源蒸发器和污水源蒸发器系统数据中，采用沉浸式冷凝器系统的平均COP为4.836，而采用套管式冷凝器系统的平均COP为5.112，提高了5.8%。综合沉浸式冷凝器系统和套管式冷凝器系统的实验数据，当系统中有预热器、空气源蒸发器和污水源蒸发器时，系统平均COP为4.978：（1）若系统中去掉预热器，平均COP为4.552，

6、降低了9.2%；（2）若系统中去掉空气源蒸发器，平均COP为4.633，降低了7.3%。最后，在系统包含有预热器、空气源蒸发器和污水源蒸发器时，本文对系统的模拟数据和实验数据进行了对比，得出以下结论：相比较模拟数据，实验数据中的系统总制热量降低，耗电量升高，COP降低。其中模拟数据平均COP为5.265，实验数据平均COP为4.978，降低了5.5%。关键词：双热源；家用整体浴室；预热器IABSTRACTAlongwiththeincreasinglyseriousenvironmentalpollutionandscarceresource,peoplehavepaid

7、moreandmoreattentiontoenergyconservationandemissionsreduction.Heatpump(HP)technologyhasbeengraduallypopularizedinrecentyears,suchasairsourceheatpump(ASHP)technology,wastewatersourceheatpump(WSHP)technology,groundsourceheatpump(GSHP)technologyandundergroundwatersourc