蓄能集熱蒸發(fā)一體化太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)研究.pdf

1、由于太陽(yáng)能的間歇性，太陽(yáng)能熱泵在夜間及連續(xù)陰雨天無法正常工作，將太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)與蓄熱技術(shù)結(jié)合起來，能夠很好的改善系統(tǒng)不能連續(xù)運(yùn)行的缺點(diǎn)。 傳統(tǒng)的蓄能型太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)多為集熱器、蓄熱器、蒸發(fā)器分開布置，兩次使用中間換熱介質(zhì)，使得熱損失及制造成本增大，本課題首次提出一種集蓄能、集熱、蒸發(fā)于一體的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)，搭建了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，并建立了相關(guān)的測(cè)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 對(duì)建立的蓄能集熱蒸發(fā)一體化太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究，包括

2、以水和癸酸為儲(chǔ)能介質(zhì)時(shí)蓄能集熱蒸發(fā)一體化太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用癸酸為相交儲(chǔ)能介質(zhì)的蓄能集熱蒸發(fā)一體化太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)，儲(chǔ)能過程中，由于癸酸的使用，能極大的降低蓄能集熱蒸發(fā)器集熱板板面的溫度，增人集熱效率，進(jìn)一步提高太陽(yáng)能的利用效率；釋能時(shí)，相變材料與熱泵蒸發(fā)器直接接觸，不會(huì)影響熱泵系統(tǒng)的穩(wěn)定性，且實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)癸酸溫度為30℃時(shí)，熱泵蒸發(fā)溫度為14～15℃時(shí)，熱泵系統(tǒng)COP能達(dá)到9.5以上，由此可見，由于蓄能集熱蒸發(fā)一體化裝

3、置的使用，能極大的提高熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度，提高系統(tǒng)制熱效率，部分解決太陽(yáng)能的不連續(xù)性而帶來的熱泵運(yùn)行不穩(wěn)定問題。 對(duì)實(shí)驗(yàn)所用蓄能集熱蒸發(fā)器建立了數(shù)學(xué)模型，并采用Fluent軟件進(jìn)行模擬計(jì)算，將模擬所得結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較，得出模擬結(jié)果的有效性。采用模擬的方法比較了蒸發(fā)盤管在蓄能集熱蒸發(fā)器內(nèi)所在位置不同時(shí)，蓄能集熱蒸發(fā)器內(nèi)癸酸的蓄熱/釋熱特性，研究結(jié)果表明，蓄能過程中，帶翅片蒸發(fā)盤管越靠近集熱板面，集熱板所吸收的太陽(yáng)能就能越快的通

4、過翅片的強(qiáng)化作用傳遞給蓄能集熱蒸發(fā)器內(nèi)的相交材料，集熱板板溫也越低，從而蓄能集熱蒸發(fā)器的集熱效率也越高，蓄能速度越快；釋能過程中，蒸發(fā)盤管越靠近蓄能集熱蒸發(fā)器中間位置，釋能過程的傳熱熱阻越小，釋能過程進(jìn)行得越快。為了盡可能多的儲(chǔ)存太陽(yáng)能，減小蓄能集熱蒸發(fā)器的集熱面積，應(yīng)該將帶翅片蒸發(fā)管盡可能的緊貼集熱板布置，同時(shí)，應(yīng)考慮釋能過程中傳熱熱阻會(huì)比帶翅片蒸發(fā)管布置在靠近中部位置較大的負(fù)面影響，采用其他如改變翅片管形狀等措施，提高蓄能集熱蒸發(fā)器