小功率直接蒸发式太阳能热泵热水系统的研究与试验

【摘要】： 太阳能是一种取之不尽的清洁能源，如何更有效地利用太阳能，已经成为当今各国竞相开发研究的热点；热泵的特点在于能将热量从低温热源传到高温热源，提高低温热源的利用率；太阳能利用技术与热泵技术的相互结合，发展前景广阔。本文在结合太阳能利用与热泵技术的基础上，分析研究了太阳能热泵热水系统的技术特点；太阳能集热系统与热泵系统的结合方式；直接蒸发式太阳能热泵热水系统的基本理论；研制出小功率直接蒸发式太阳能热泵热水系统样机，并在晴天、阴天、夜晚等不同的天气情况下对其进行了试验，实验结果表明：本小功率直接蒸发式太阳能热泵热水系统不但可以有效地吸收太阳能，还能有效地吸收空气中的能量，具有良好的热性能，在不同的天气情况下，其制热系数COP_H大约在3.5～5.0之间，优于传统的空气热泵和非直接蒸发式太阳能热泵热水系统：其效能比EER大约在2.5～4.5之间，将270kg水从20℃加热到50℃只需用电2～3度，节能及环保效果明显。此外，本文还在试验基础上对其产业化应用前景进行了分析与展望，并针对产品开发提出了优化建议。 【关键词】：太阳能 直接蒸发 热泵 制热系数 效能比
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TK519
【目录】：

• 0 引言7-8
• 1 太阳能热泵热水系统技术特点与概况8-14
• 1．1 双源式系统9-10
• 1．2 并联系统10
• 1．3 串联系统10-14
• 2 实验方案的确定14-15
• 2．1 设计思想14-15
• 2．2 制冷工质的选用15
• 3 直接蒸发式太阳能热泵热水系统的基本理论15-21
• 4 实验装置设计计算21-26
• 4．1 计算参数的确定21-22
• 4．2 系统循环的热力过程22-24
• 4．3 压缩机的选择24
• 4．4 制冷管道的设计计算24-25
• 4．5 蒸发器的设计计算25-26
• 5 小功率直接蒸发式太阳能热泵热水系统的理论热性能分析26-31
• 5．1 小功率直接蒸发式太阳能热泵热水系统的理论热性能分析方法26-29
• 5．2 小功率直接蒸发式太阳能热泵热水系统的理论分析计算29-31
• 6 实验装置的制作安装及其工作原理31-37
• 6．1 实验装置介绍31-36
• 6．2 实验装置的工作原理及工艺过程简介36-37
• 7 实验37-39
• 7．1 想要得到实验数据37
• 7．2 所需测量的数据37
• 7．3 实验步骤与测量方法37-39
• 7．3．1 实验步骤37-38
• 7．3．2 测量方法38-39
• 7．4 所需的测量仪表39
• 8 数据处理及实验结果分析39-58
• 8．1 数据处理39-43
• 8．1．1 总体结果处理40-43
• 8．1．2 全天瞬态结果处理43
• 8．2 实验结果43-55
• 8．2．1 总体结果及分析43-48
• 8．2．2 瞬态结果及分析48-55
• 8．3 小功率直接蒸发式太阳能热泵热水系统与平板型太阳能热水器的成本投资对比55
• 8．4 小功率直接蒸发式太阳能热泵热水系统与其它热水系统的热性能比较55-57
• 8．4．1 与电热水器的比较55-56
• 8．4．2 与空气热泵的比较56
• 8．4．3 与非直接蒸发式太阳能热泵热水系统的比较56
• 8．4．4 与自然循环平板型太阳能热水器的比较56-57
• 8．5 结论57-58
• 9 产业化应用前景分析与展望58-59
• 10 优化建议59-61
• 参考文献61-63
• 致谢63

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