本文選題：廣義空氣源熱泵 + 性能評價(jià)��； 參考：《清華大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：結(jié)霜會(huì)導(dǎo)致空氣源熱泵性能變差,且影響室內(nèi)熱舒適。為解決這一難題,人們從兩個(gè)方面開展研究工作。一是不斷完善常規(guī)空氣源熱泵的除霜技術(shù),提高除霜效率和除霜控制的準(zhǔn)確性;二是發(fā)展新的系統(tǒng)形式,即發(fā)展避免室外換熱器盤管表面結(jié)霜的無霜空氣源熱泵技術(shù)。但目前人們對這些技術(shù)究竟適用于在哪些地區(qū)發(fā)展,如何公平地評價(jià)其性能差異,以及到底哪些途徑是改善系統(tǒng)能效比的重要方法尚無統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)�；诖�,本文開展了如下工作:首先,分析了常規(guī)空氣源熱泵和無霜空氣源熱泵運(yùn)行的物理過程和特點(diǎn),將空氣源熱泵系統(tǒng)的制熱(結(jié)霜或吸水)和除霜(再生)過程抽象為以凝水量為紐帶的兩個(gè)等效熱泵循環(huán),建立了空氣源熱泵系統(tǒng)制熱和除霜過程的物理模型;從能量守恒和質(zhì)量守恒定律出發(fā),推導(dǎo)出空氣源熱泵系統(tǒng)在一個(gè)結(jié)霜/除霜周期內(nèi)的系統(tǒng)能效比的計(jì)算公式。其次,分析了將1h作為標(biāo)準(zhǔn)周期的方法和合理性,給出了不同城市、不同建筑類型的平均濕球溫度與干球溫度的推薦關(guān)聯(lián)式,以改進(jìn)現(xiàn)有評價(jià)體系中定量描述室外濕度對性能影響過于簡化的不足;在此基礎(chǔ)上,分析并提出了綜合考慮室外干、濕球溫度的季節(jié)性能評價(jià)指標(biāo),為其適用性分析奠定基礎(chǔ)。再次,推導(dǎo)了逆循環(huán)除霜和無霜空氣源熱泵的傳熱傳質(zhì)微分方程,并對其求解,結(jié)合目前的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),建立了常規(guī)空氣源熱泵和無霜空氣源熱泵系統(tǒng)的性能模型;搭建了無霜空氣源熱泵的性能測試實(shí)驗(yàn)臺(tái),并整理了近年來相關(guān)方向的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),驗(yàn)證了模型的正確性;應(yīng)用所建模型對兩類空氣源熱泵系統(tǒng)的制熱/制冷特性進(jìn)行比較分析。最后,應(yīng)用提出的季節(jié)性能評價(jià)指標(biāo)分析空氣源熱泵在我國南方地區(qū)的適用性。結(jié)果顯示,無霜空氣源熱泵適宜在福州、南寧和廣州發(fā)展,常規(guī)空氣源熱泵適宜在貴陽和昆明發(fā)展,而其他南方省會(huì)城市,無霜空氣源熱泵的應(yīng)用潛力也很高。此外,探討了采用冷凍法再生的無霜空氣源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能潛力,常規(guī)空氣源熱泵誤除霜對熱泵性能的影響,以及熱氣旁通除霜與逆循環(huán)除霜及無霜空氣源熱泵的性能差異等問題,為產(chǎn)品的性能改善提供了一些思路。本論文構(gòu)建的廣義空氣源熱泵性能評價(jià)指標(biāo),對于完善空氣源熱泵的評價(jià)體系,指導(dǎo)產(chǎn)品的合理應(yīng)用和設(shè)備選型具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
[Abstract]:Frosting will result in poor performance of air source heat pump and affect indoor thermal comfort.In order to solve this problem, people carry out research from two aspects.One is to improve defrosting technology of conventional air-source heat pump, to improve defrosting efficiency and defrosting control accuracy; the other is to develop a new system form, that is, to develop frost-free air source heat pump technology to avoid frosting on the surface of coil tube in outdoor heat exchanger.However, there is no unified understanding of where these technologies are suitable for development, how to evaluate their performance differences fairly, and what are the important ways to improve the EER.Based on this, the following work is carried out: firstly, the physical process and characteristics of conventional air source heat pump and frost-free air source heat pump are analyzed.The heating (frosting or water absorption) and defrosting (regenerating) processes of air-source heat pump system are abstracted into two equivalent heat pump cycles, which are connected with condensate water, and the physical models of heating and defrosting process of air-source heat pump system are established.Based on the law of conservation of energy and mass, the formula for calculating the energy efficiency ratio of air-source heat pump system during a frosting / defrosting period is derived.Secondly, the method and rationality of taking 1h as the standard period are analyzed, and the recommended correlation between the average wet bulb temperature and the dry bulb temperature in different cities and different building types is given.In order to improve the quantitative description of outdoor humidity on the performance of the existing evaluation system is too simplified, on the basis of this analysis and put forward a comprehensive consideration of outdoor dry and wet bulb temperature seasonal performance evaluation index, for its applicability analysis laid a foundation.Thirdly, the differential equations of heat and mass transfer between reverse circulation defrosting and frost-free air source heat pump are derived, and the performance models of conventional air source heat pump and frost free air source heat pump system are established.The performance test bench of frost-free air source heat pump is built, and the experimental data in recent years are collected to verify the correctness of the model, and the heating / refrigeration characteristics of two kinds of air source heat pump systems are compared and analyzed by using the established model.Finally, the applicability of air source heat pump in southern China is analyzed with the proposed seasonal performance evaluation index.The results show that frost-free air source heat pump is suitable for development in Fuzhou, Nanning and Guangzhou, conventional air source heat pump is suitable for development in Guiyang and Kunming, and the application potential of frost-free air source heat pump is also high in other southern provincial capitals.In addition, the energy saving potential of frost-free air source heat pump system regenerated by freezing method is discussed, and the influence of common air source heat pump defrosting on heat pump performance is discussed.The difference of performance between hot gas bypass defrosting and reverse circulation defrosting and frost-free air source heat pump is also discussed, which provides some ideas for the improvement of product performance.The performance evaluation index of generalized air-source heat pump constructed in this paper has certain theoretical significance and practical value for improving the evaluation system of air-source heat pump and guiding the rational application of products and the selection of equipment.
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU83

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