發(fā)布時(shí)間：2017-09-02 14:14

  本文關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能光伏光熱復(fù)合空氣源熱泵熱水系統(tǒng)性能研究

  更多相關(guān)文章： PV/T 復(fù)合熱源熱泵熱水系統(tǒng) 多孔扁盒 運(yùn)行模式 光電/光熱效率

【摘要】：隨著世界能源需求的不斷增長(zhǎng),可再生能源的開(kāi)發(fā)和利用逐漸成為人們研究的重點(diǎn)。太陽(yáng)能以其取之不盡、安全、無(wú)污染等特點(diǎn)受到人們的重視；近年來(lái),我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的步伐不斷加快,建筑能耗隨之大幅度增加,而在建筑能耗中,暖通空調(diào)系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)所占的比例接近60%。因此研究一種基于太陽(yáng)能利用的光伏/光熱一體化熱泵熱水系統(tǒng),在實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的同時(shí),為建筑物提供用于供暖和生活用的熱水成為一種可以緩解能源壓力的有效途徑。本文圍繞自行研發(fā)的裸板式多孔扁盒集熱器,搭建了太陽(yáng)能光伏光熱復(fù)合空氣源熱泵熱水系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),以提高系統(tǒng)的光熱/光電輸出性能和推動(dòng)其實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品實(shí)用化為目的進(jìn)行了相關(guān)的研究。首先,根據(jù)目前的光伏組件加工工藝,研發(fā)了一種多晶硅PV/T裸板集熱/蒸發(fā)器。集熱器背部焊接6根鋁制多孔扁盒結(jié)構(gòu)集熱管作為吸熱裝置,扁盒截面尺寸為25mm×2.5mm,每個(gè)扁盒管內(nèi)部分為5個(gè)相同的矩形流通通道。以此為核心與風(fēng)冷式翅片管蒸發(fā)器進(jìn)行混聯(lián)搭建了光伏/光熱一體化熱泵(PV/T-HP)熱水系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。其次,根據(jù)系統(tǒng)不同控制方式,提出雙熱源運(yùn)行、單太陽(yáng)能運(yùn)行、單空氣能運(yùn)行三種不同模式。針對(duì)三種不同模式,在常州地區(qū)春季和夏季工況條件下將200 L加熱到55℃,探討不同運(yùn)行模式下,環(huán)境工況對(duì)實(shí)驗(yàn)性能的影響。結(jié)果顯示夏季工況下,雙熱源運(yùn)行模式分別比單太陽(yáng)能和單空氣能模式的加熱時(shí)間縮短了42%和54%,COP分別提高了24.47%和40.14%；春季工況下雙熱源運(yùn)行模式下分別比單太陽(yáng)能和單空氣能模式的加熱時(shí)間縮短了29.7%和45.8%,COP分別提高了22.1%和39.0%；另外,針對(duì)熱泵熱水系統(tǒng)中的板式蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝水箱、膨脹閥四個(gè)部件建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。對(duì)熱泵系統(tǒng)在室外環(huán)境溫度為30℃條件下進(jìn)行了相關(guān)熱力性能的模擬及誤差分析。結(jié)果顯示加熱時(shí)間的模擬值與實(shí)驗(yàn)值最大誤差為5.14%,最小誤差為0.20%；COP的模擬值與實(shí)驗(yàn)值最大誤差為18.67%,最小誤差為1.44%。最后,針對(duì)搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),研究了在常州地區(qū)春季和夏季工況條件下,系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)加熱熱水的性能實(shí)驗(yàn)。對(duì)比研究了系統(tǒng)熱電聯(lián)供模式和單一光電模式下的性能,深入探討了太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、環(huán)境溫度、PV/T集熱板溫度等參數(shù)對(duì)系統(tǒng)光電/光熱性能的影響。結(jié)果顯示,夏季工況下的平均光熱效率為55%,熱電聯(lián)供模式光電效率為15.4%,單一光電模式的光電效率為12.4%；春季工況下的平均光熱效率為53.5%,熱電聯(lián)供模式光電效率為21.5%,單一光電模式的光電效率為18.5%。為系統(tǒng)的推廣應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)支持。
【關(guān)鍵詞】：PV/T 復(fù)合熱源熱泵熱水系統(tǒng) 多孔扁盒 運(yùn)行模式 光電/光熱效率
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TU822;TU18
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 主要符號(hào)表10-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 研究背景及意義12-17
• 1.1.1 可再生能源利用現(xiàn)狀12-13
• 1.1.2 太陽(yáng)能資源13-14
• 1.1.3 太陽(yáng)能利用現(xiàn)狀14-17
• 1.2 熱泵系統(tǒng)研究現(xiàn)狀綜述17-21
• 1.2.1 太陽(yáng)能光伏光熱系統(tǒng)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 空氣源熱泵系統(tǒng)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2.3 太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容21-22
• 第二章 太陽(yáng)能光伏光熱復(fù)合空氣源熱泵(PV/T-HP)熱水系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)臺(tái)構(gòu)建22-31
• 2.1 太陽(yáng)能光伏光熱復(fù)合空氣源熱泵熱水系統(tǒng)原理與特點(diǎn)22-23
• 2.2 太陽(yáng)能光伏光熱復(fù)合空氣源熱泵熱水系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)23-30
• 2.2.1 太陽(yáng)能光伏光熱復(fù)合空氣源熱泵熱水系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組成23-26
• 2.2.2 PV/T復(fù)合熱源熱泵熱水系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)26-29
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)誤差分析29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 復(fù)合熱源熱泵熱水系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)研究31-37
• 3.1 復(fù)合熱源熱泵熱水系統(tǒng)運(yùn)行模式介紹31
• 3.2 不同季節(jié)工況下系統(tǒng)各運(yùn)行模式加熱熱水實(shí)驗(yàn)性能分析31-34
• 3.2.1 夏季工況下不同運(yùn)行模式系統(tǒng)加熱熱水性能分析31-33
• 3.2.2 春季工況下不同運(yùn)行模式系統(tǒng)加熱熱水性能分析33-34
• 3.3 不同季節(jié)工況下系統(tǒng)各運(yùn)行模式加熱熱水實(shí)驗(yàn)性能對(duì)比34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-37
• 第四章 復(fù)合熱源熱泵系統(tǒng)熱力性能模擬研究37-50
• 4.1 復(fù)合熱源熱泵熱水系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型37-49
• 4.1.1 板式蒸發(fā)器數(shù)學(xué)模型37-42
• 4.1.2 壓縮機(jī)的數(shù)學(xué)模型42-43
• 4.1.3 冷凝水箱的數(shù)學(xué)模型43-45
• 4.1.4 熱力膨脹閥數(shù)學(xué)模型45-46
• 4.1.5 熱泵熱力循環(huán)系統(tǒng)模型與驗(yàn)證46-49
• 4.2 本章小結(jié)49-50
• 第五章 太陽(yáng)能光伏光熱復(fù)合空氣源熱泵(PV/T-HP)熱水系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)性能研究50-60
• 5.1 PV/T復(fù)合熱源熱泵熱水系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行特性50-56
• 5.1.1 性能評(píng)價(jià)指標(biāo)50-52
• 5.1.2 不同季節(jié)恒定進(jìn)水溫度下PV/T復(fù)合熱源熱泵熱水系統(tǒng)熱輸出特性分析52-55
• 5.1.3 PV/T集熱蒸發(fā)板集熱性能分析55-56
• 5.2 PV/T復(fù)合熱源熱泵熱水系統(tǒng)熱電聯(lián)供與單一光電輸出模式性能對(duì)比56-59
• 5.2.1 恒定進(jìn)水溫度下系統(tǒng)熱電聯(lián)供與單一光電模式性能對(duì)比56-57
• 5.2.2 PV/T集熱蒸發(fā)板溫度對(duì)光電輸出特性影響57-59
• 5.3 本章小結(jié)59-60
• 第六章 結(jié)論與展望60-63
• 6.1 研究總結(jié)60-61
• 6.2 研究展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 作者簡(jiǎn)介68

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胡云巖;張瑞英;王軍;;中國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J];河北科技大學(xué)學(xué)報(bào);2014年01期

2 周超;;太陽(yáng)能光伏發(fā)電在城市軌道交通中的應(yīng)用[J];都市快軌交通;2013年02期

3 徐國(guó)英;張小松;趙善國(guó);;平板型太陽(yáng)能光伏/光熱一體化熱泵熱水系統(tǒng)特性[J];化工學(xué)報(bào);2012年S2期

4 龔咪咪;魏新利;孟祥睿;張富強(qiáng);;建筑節(jié)能中各種太陽(yáng)能利用方式的對(duì)比與分析[J];廣東化工;2011年09期

5 成少敏;吳花蓉;陳浮;;淺談空氣源熱泵機(jī)組的應(yīng)用與現(xiàn)狀[J];陜西建筑;2011年09期

6 鐘浩;李志民;羅會(huì)龍;鐵燕;李明;夏朝鳳;;空氣源熱泵輔助供熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究[J];建筑節(jié)能;2011年03期

7 孔祥強(qiáng);張東;李瑛;楊前明;;制冷劑工質(zhì)裸板太陽(yáng)能集熱器熱性能模擬[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2011年02期

8 羅承先;;太陽(yáng)能發(fā)電的普及與前景[J];中外能源;2010年11期

9 羅會(huì)龍;鐵燕;李明;鐘浩;;空氣源熱泵輔助加熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)熱性能研究[J];建筑科學(xué);2009年02期

10 王斌;;可再生能源與電力開(kāi)發(fā)[J];中國(guó)電力教育;2008年14期

，

本文編號(hào)：779031