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太阳能热泵热水系统优化设计与经济性分析

作 者: 杨家兴
导 师: 陈杨华
学 校: 南昌大学
专 业: 工程热物理
关键词: 太阳能热泵热水器 Excel 优化设计 经济分析
分类号: TK513
类 型: 硕士论文
年 份: 2007年
下 载: 628次
引 用: 7次
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内容摘要


能源已是当今世界瞩目的大问题,太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源,是一种取之不尽的清洁能源,如何更有效地利用太阳能,和大规模利用太阳能是世界各国都十分重视的热门课题。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:将热泵技术与太阳能热利用技术相结合,发展前景广阔。本文分析研究了太阳能热泵热水系统的技术特点,并从优化设计入手通过Excel表格计算功能对系统进行设计和校核计算。理论模型上,能够满足用户全年各个时段的使用负荷要求;在此基础之上,通过实验验证在压缩机前接毛细管可以降低压力,解决吸气压力过高的问题。最后通过经济性分析得出与常规能源热水器相比具有耗能少的优点。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第1章 绪论  7-17
  1.1 课题的研究背景及意义  7-10
    1.1.1 我国的能源状况  7-8
    1.1.2 课题的意义  8-10
  1.2 太阳能热泵系统技术的国内外发展现状  10-12
    1.2.1 太阳能热泵技术在国外的发展现状  10-11
    1.2.2 国内太阳能热泵研究及发展现状  11-12
  1.3 太阳能热泵系统  12-16
  1.4 本文的主要任务  16-17
第2章 太阳能热泵系统  17-34
  2.1 太阳能的特点  17-22
    2.1.1 太阳能  17
    2.1.2 影响太阳辐射的各种角度及其计算  17-20
    2.1.3 太阳方位角  20
    2.1.4 太阳辐射的计算方法  20-22
  2.2 集热器倾角求解  22-24
    2.2.1 集热器的定向  23
    2.2.2 集热器倾角  23
    2.2.3 倾斜面上的太阳光线入射角  23-24
  2.3 集热器  24-29
    2.3.1 集热器的结构选择  24-25
    2.3.2 材料选择  25-29
    2.3.3 集热器的吸收涂层  29
  2.4 太阳能热泵的其它元素  29-34
    2.4.1 热泵换热器  29-30
    2.4.2 蓄热装置  30-32
    2.4.3 热泵工质的选择  32-33
    2.4.4 压缩机及热力膨胀阀  33-34
第3章 太阳能热泵的选择模型及优化设计  34-58
  3.1 太阳能热泵的系统分析  34-35
  3.2 系统数学模型的建立  35-41
    3.2.1 集热蒸发器数学模型的建立  35-40
    3.2.2 压缩机的数学模型  40-41
    3.2.3 冷凝器的数学模型  41
  3.3 优化方案选择  41-49
    3.3.1 方案的选择与优化  41-42
    3.3.2 太阳能热泵热水器参数选定指标  42
    3.3.3 实验模型设计计算  42-49
  3.4 太阳能热泵系统的实验研究  49-56
    3.4.1 实验目的  49
    3.4.2 太阳能热泵实验装置  49
    3.4.3 装置的实验过程说明  49-50
    3.4.4 实验测试仪器、方法及数据处理  50-56
  3.5 优化设计的有关结论  56-58
第4章 太阳能热泵经济分析及评价  58-65
  4.1 太阳能热泵的经济效益  58-59
  4.2 太阳能热泵的初投资  59-60
    4.2.1 太阳能热泵系统经济评价指标  59
    4.2.2 计算给定参数  59-60
  4.3 太阳能热泵系统经济性分析实例  60-63
    4.3.1 采用最优化系统运行费用经济分析  60-62
    4.3.2 各类热水系统的经济性比较  62-63
  4.4 结论  63-65
第5章 结论和展望  65-67
致谢  67-68
参考文献  68-69
攻读学位期间的研究成果  69

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中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 特殊热能及其机械 > 太阳能技术 > 太阳能转换装置和设备
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