太阳能光伏光热联合热泵系统研究
双热源多功能热泵系统的理论和实验研究

双热源多功能热泵系统的理论和实验研究随着经济快速发展和人民生活水平不断提高,我国能源消费量持续上升,过度消耗化石能源引起生态破坏,"以煤为主"的能源结构造成城市大气污染,导致生态环境压力越来越大,能源环境问题受到广泛关注,成为亟待解决的关键问题。
因此,提高可再生能源在能源结构中的比例,探索更高效的能源利用方法,是实现我国社会可持续发展的重要保障。
通过将热泵技术与太阳能利用技术结合,太阳能热泵技术(solar assisted heat pump,SAHP)将太阳能作为热泵系统的热源,一方面太阳能可以有效提高热泵系统蒸发温度,进而提高热泵系统性能,另一方面,热泵系统的制冷工质作为冷却介质,可以及时带走太阳能集热系统的热量,有效提高集热效率。
根据太阳能集热介质,太阳能热泵系统可以分为:直接膨胀式太阳能热泵系统(DX-SAHP)和间接膨胀式太阳能热泵系统(IX-SAHP)。
直接膨胀式太阳能热泵系统在太阳辐照强度高的情况下,可以达到较高的运行效率,但是由于太阳辐照以及其它室外环境条件的随机变化,导致直接膨胀式太阳能热泵系统的运行性能不稳定。
间接膨胀式太阳能热泵系统利用储热水箱储存所收集的太阳能,可以有效解决太阳辐射与加热负荷之间不匹配的问题,实现系统稳定运行,但是同时也导致了系统结构复杂,初始投资大等问题。
本文针对间接膨胀式太阳能热泵系统和直接膨胀式太阳能热泵系统在应用中存在的问题,提出了双热源多功能热泵系统和并联式双热源热泵系统,对其展开了深入研究,主要研究工作包括:提出双热源多功能热泵系统,该系统可以利用太阳能和空气源实现制冷、制热和制热水,能够在全年高效运行。
设计并搭建双热源多功能热泵系统,基于太阳能热泵空调性能检测平台提供的稳定外界环境,针对太阳能制热模式和太阳能制热水模式在不同运行策略下运行时,不同初始条件和边界条件对系统性能的影响进行了实验研究。
结果表明,太阳能制热水模式中,初始水温越高,蒸发侧和冷凝侧换热功率越高,对应的系统耗功量和COP越高。
多功能太阳能光伏光热集热器的理论和实验研究的开题报告

多功能太阳能光伏光热集热器的理论和实验研究的开题报告摘要:本文拟就多功能太阳能光伏光热集热器的理论和实验研究展开研究,介绍该集热器的工作原理和特点,并分析其在实际应用中的优点和不足之处,提出改进方案,进行实验验证。
本文将会基于现有文献和相关数据对多功能太阳能光伏光热集热器展开深入研究,探究其在新能源领域的应用前景,以及有效增加其效率的方法,为实用化推广提供技术支持。
关键词:多功能太阳能光伏光热集热器,理论研究,实验验证,改进方案一、研究背景太阳能作为一种清洁、可再生的能源,拥有着广阔的应用前景。
在中国,由于经济快速发展和人口规模的增长,能源消耗量大幅上升,使得能源紧缺问题日渐突出,为了解决这个问题,中国政府开始大力发展新能源,鼓励企业开展新能源技术研究,以应对能源问题的挑战。
而多功能太阳能光伏光热集热器作为一种新型太阳能利用设备,具有兼顾电能和热能利用的优点,已经获得了广泛的关注,成为了新能源领域的研究热点。
二、研究目的本文旨在深入挖掘多功能太阳能光伏光热集热器的理论和实验研究,探究其在新能源领域的应用前景,以及优化其效率的方法,为该集热器的实用化推广提供技术支持。
三、研究内容(一)多功能太阳能光伏光热集热器的理论研究1.多功能太阳能光伏光热集热器的概念和原理2.多功能太阳能光伏光热集热器的结构和工作原理3.多功能太阳能光伏光热集热器的优点和不足之处(二)多功能太阳能光伏光热集热器的实验验证1.建立多功能太阳能光伏光热集热器的实验系统2.收集多功能太阳能光伏光热集热器实验数据3.分析多功能太阳能光伏光热集热器的实验结果(三)多功能太阳能光伏光热集热器的改进方案1.分析多功能太阳能光伏光热集热器的存在问题和缺陷2.提出多功能太阳能光伏光热集热器的改进方案3.验证改进方案的效果四、研究意义本文将为多功能太阳能光伏光热集热器的实用化应用提供技术支持和完整的理论依据,同时可为太阳能光伏光热集热器的优化设计提供参考,探索多功能太阳能光伏光热集热器在新能源领域的应用价值。
太阳能与热泵结合供热采暖工程研究 郝俪娟

太阳能与热泵结合供热采暖工程研究郝俪娟摘要:当今时代,全球化特征愈加明显,中国进入了转型时期。
在这个阶段中我们不仅要加快我们的经济建设,同时还要抓我们的生态环保建设。
但这不仅是中国在行动,事实上全球已经有很多国家开始发展低碳经济,注重以清洁能源为主的新能源开发。
尤其是现在因为全球的能源储存都比较紧张,尤其是化石燃料更是不断减少。
在这种情况下,太阳能无疑是我们现在能够开发并使用的新能源之一。
关键词:太阳能;热泵;供热采暖引言大量化石能源消耗带来的资源枯竭和环境问题已不断引起各国的重视,其中大气中CO2浓度升高带来的全球气候变化已成为不争的事实,特别是近年来引起了全世界范围的高度关注。
可持续发展思想逐步成为国际社会共识,可再生能源作为替代能源开发利用受到世界各国的高度重视,许多国家将开发利用可再生能源作为能源战略的重要组成部分,提出了明确的可再生能源发展目标,制定了鼓励可再生能源发展的法律和政策,可再生能源得到迅速发展。
在建筑行业中,太阳能由于其取之不尽、廉价、清洁无污染等特点而得到广泛应用。
1太阳能热泵结合供暖系统工作原理太阳能热泵系统,是通过系统辅助装置利用太阳能的热泵系统。
太阳能热泵主要被应用于建筑供暖领域,同时也包括企业或工厂用热需要。
目前太阳能热泵系统技术由于系统灵活、利用性能较强,同时具备较良好的经济效益,在未来的商业发展中有较广的应用前景。
太阳能热泵遵循的是卡诺循环原理,在系统运行过程中,由于有双泵系统的支撑,因此能实现持续供热,系统更加稳定。
在有太阳辐射的情况下,可进行能源的直接利用;在无直接太阳辐射的情况下,可通过系统转换为空气能热泵进行制热。
太阳能热泵中的制冷剂工质,吸收太阳能与空气能后,对制冷剂蒸气进行冷凝放热,再通过热力膨胀阀与蒸发器,对冷凝液进行降压降温并蒸发。
在太阳能热泵系统的运行中,不断将太阳能与空气能循环利用,是当下供暖系统研发中的重要技术。
2太阳能热泵复合系统2.1太阳能-水源热泵系统因为太阳能不是全天不间断的,因为我们还必须要考虑在出现各种情况以后,该系统还能够实现供暖。
光伏—太阳能热泵系统及多功能热泵系统的综合性能研究共3篇

光伏—太阳能热泵系统及多功能热泵系统的综合性能研究共3篇光伏—太阳能热泵系统及多功能热泵系统的综合性能研究1随着能源需求的日益增加和环境保护意识的提高,太阳能作为一种可再生的清洁能源,备受人们的关注。
光伏—太阳能热泵系统和多功能热泵系统是目前比较常见的太阳能利用系统,并且拥有着广泛的应用前景。
因此,本文旨在对这两种系统的综合性能进行研究。
光伏—太阳能热泵系统是一种利用太阳光能产生电能,同时利用太阳辐射提供的低温热能加热水的系统。
系统主要由太阳能电池板、热泵和水箱等部分组成。
太阳能电池板将太阳能转换成直流电,并将其送入家用电器或热泵内。
热泵则利用电能,从外界空气或阳光辐射中吸收热能,将其压缩后传递给水箱中的水,达到加热的目的。
实验表明,光伏—太阳能热泵系统的太阳能转换效率和热能利用效率都比较高,且系统运行稳定,不受气候变化等外界因素的影响。
多功能热泵系统是一种利用空气、水源或地下水的低温热能为能源的热泵。
它通过不同的换热系统,可以用于制热、制冷、加热水以及供暖等多种用途。
多功能热泵系统主要由压缩机、换热器、外部循环管道和控制器等部分组成。
在使用中,多功能热泵系统首先从外界环境中吸收低温热能,将其压缩升温后传导到不同的换热系统中,实现不同的热能转化过程。
对比两者的综合性能,可以发现,光伏—太阳能热泵系统的优点在于可以利用太阳能光伏板产生的电能,从而减轻电网负荷,同时还能利用环境低温热能为水加热,实现多种功能的应用。
而多功能热泵系统则具有较高的热能转换效率,可以较好地适应不同的气温环境,且操作简单,易于调节。
因此,在实际应用中,可以根据不同的需求和特点选择适宜的系统。
不过,无论是光伏—太阳能热泵系统还是多功能热泵系统,在实际使用中,也存在着一些问题和难点。
其中光伏—太阳能热泵系统主要存在电池板转换效率低和系统性能与使用环境相适应的问题。
而多功能热泵系统则存在着能耗较大、设备体积较大等问题。
因此,在未来的研究中,需加强对这些问题的解决和技术创新,提升两者的综合性能和稳定性。
太阳能光伏与集热式热泵联合供暖系统设计研究

太阳能光伏与集热式热泵联合供暖系统设计研究一、前言在传统能源极度短缺的今天,太阳能光伏和集热式热泵系统的应用越来越受到人们的关注。
其中太阳能光伏系统以光伏发电为主要功能,而集热式热泵系统则是将环境中的热能转化为室内供暖能源。
本文主要研究太阳能光伏与集热式热泵联合供暖系统设计。
在系统设计中,光伏和热泵在供暖过程中相互协作,以有效地提高系统的供暖效果和经济效益。
二、太阳能光伏系统介绍太阳能光伏系统是通过光伏板吸收太阳能将其转化为电能的系统。
光伏板的主要构成材料是硅,它是一种半导体材料,能够将太阳能转化为电能。
光伏板可以单独使用,也可以与电网连接使用。
在光伏板与电网连接时,系统可以将光伏板所产生的电能直接输入电网,使得系统发电更加高效。
太阳能光伏系统的优点是可以采用零排放的方式获取电能,节约能源和降低环境污染。
同时,该系统还可以降低电费,实现经济效益。
三、集热式热泵系统介绍集热式热泵系统是利用室外环境中的热量,通过热泵技术将热量转换为室内供暖能源的系统。
系统包括集热、压缩、冷凝三大部分,通过这三部分的相互协作能够有效地为室内供暖。
集热式热泵的主要优点是能够在充分利用热能的同时,降低热能的排放,减小对环境的污染。
此外,该系统还能够减少室内供暖的能耗,节约能源和降低费用。
四、太阳能光伏与集热式热泵联合供暖系统设计1. 系统结构太阳能光伏与集热式热泵联合供暖系统的结构包括太阳能光伏板、集热器、热泵、室内供暖器、水箱、水泵以及管道等。
太阳能光伏板、集热器和热泵安装在室外,在采集到太阳能和环境热能后,将其转化为热能并将其送入热泵。
室内供暖器通过热泵将热量输送至室内,提供供暖功能。
同时,水箱和水泵可用于调节系统温度和流量。
2. 供暖模式太阳能光伏与集热式热泵联合供暖系统的供暖模式包括集热式热泵单一供暖和光伏与集热式热泵联合供暖两种方式。
当室外环境温度较低时,集热式热泵单一供暖可以满足供暖需求。
当室外环境温度较高时,光伏与集热式热泵联合供暖方式可以派上用场。
新型高效光伏发电热泵集热二合一联用系统的相关技术研究

qiyekejiyufazhan2020年第10期(总第468期)0引言太阳能光伏利用工程技术的集大成者在于太阳能光伏利用建筑一体化。
然而,对缓解能源危机的强大需求催生了太阳能光伏利用建筑一体化的新市场,也遇到了一系列实际问题。
对此,广西在太阳能光伏利用建筑一体化具有一定代表性。
广西遇到的问题:一是太阳能光热利用技术存在如何提高效能、降低成本的问题。
其主要原因是企业对更高效的家用太阳能系统没有技术支撑,只重视采光集热技术研究却没有大进展,高效电能转换技术开发一直未得到重视,质量缺乏保障技术基础。
二是广西太阳能光伏利用建筑一体化技术几乎是空白。
其主要原因是一体化系统的设计、家用太阳能制造、施工、管理等方面的技术体系没有开发和形成,没有与建筑“四同步”模式有效融合,难以发挥太阳能光伏利用建筑一体化在民用方面应有的优势。
因此,广西超星太阳能科技有限公司通过自有技术和先进技术相集成,针对这些共性问题进行技术研究与开发。
1市场状况空气能热泵热水系统的能源来自空气,取之不尽、用之不竭,且不受天气的限制,既克服了燃气、电热水系统不安全、不卫生、不节能的缺点,也规避了第3代普通太阳能热水系统安装不便、不节水等缺点。
随着空气源热水系统的快速发展,它已经成为人们生活水平提高及节能环保的一个衡量标准,行业也呈现出城市消费多于农村消费的特点,农村市场基本属于空白,从这个意义上看其发展空间极为广阔。
传统的热泵热水系统已经不能适应时代的发展需求。
传统的热泵热水系统电能消耗较大,制热效率较低,热水升温速度慢。
随着新能源相关法规的出台、国家政策的倾斜及整个社会节能降耗的外部大环境影响,给第4代热泵热水系统产业带来了新的发展机遇,直接推动了空气能热泵热水系统的发展。
近两年国内空气源热泵热水系统基本上每年保将150%~200%的增长比率。
业内人士指出,作为热水系统行业的换代产品,只有不断进行核心技术创新、提高其性价比和实用性,才是未来的发展趋势。
新型间膨式太阳能辅助多功能热泵的性能实验研究

新型间膨式太阳能辅助多功能热泵的性能实验研究随着能源的需求和环境的污染日益严重,太阳能作为一种可再生、无污染的新能源受到了广泛关注。
而热泵作为一种高效能源利用技术,也在热水供应、制冷制热等领域发挥着重要的作用。
为了提高热泵的性能和热泵系统的可靠性和经济性,研究人员提出了一种新型间膨式太阳能辅助多功能热泵。
新型间膨式太阳能辅助多功能热泵是将太阳能和热泵技术相结合的一种新型能源利用技术。
其主要特点是利用太阳能光伏板将光能转化为电能供给热泵工作,从而减少了对传统电热器的依赖。
同时,该系统还可以根据用户的需求,实现不同模式的运行,例如制冷模式、供暖模式、热水模式等,实现多种功能的一体化,提高了系统的适用性和灵活性。
为了研究新型间膨式太阳能辅助多功能热泵的性能,我将进行以下实验研究。
首先,我将设置不同的环境条件,如太阳辐射强度、室内温度等,观察和记录新型间膨式太阳能辅助多功能热泵的运行情况。
通过对实验数据的分析,可以了解系统在不同环境条件下的性能表现,为日后系统的优化设计提供依据。
其次,我将设置不同负荷模式,如制冷负荷、供暖负荷、热水负荷等,观察和记录新型间膨式太阳能辅助多功能热泵在不同负荷下的运行情况。
通过对实验数据的分析,可以了解系统在不同负荷下的性能表现,为系统的设计和控制提供理论依据。
另外,我还将研究新型间膨式太阳能辅助多功能热泵与传统热泵的性能比较。
通过将新型系统与传统系统进行对比实验,可以评估新系统的性能优劣,并找出其改进的空间。
最后,我将对新型间膨式太阳能辅助多功能热泵进行性能评估和优化设计。
在实验研究的基础上,我将综合考虑节能、环保、经济性等因素,对系统的参数进行调整和优化,进一步提高系统的性能和稳定性。
总的来说,新型间膨式太阳能辅助多功能热泵的实验研究将有助于了解系统的性能特点、优化系统参数、改进系统设计和控制策略,进一步推动太阳能和热泵技术的应用和发展,为实现可持续发展和减少环境污染做出贡献。
热泵与太阳能的协同供暖技术研究

热泵与太阳能的协同供暖技术研究随着环保理念的不断普及,越来越多的人开始关注如何降低能源的使用和减少二氧化碳的排放。
在这一方面,热泵和太阳能逐渐成为了主流的能源替代品。
热泵和太阳能都具有高效省电,环保的特点。
然而,热泵和太阳能各自存在一些局限性,无法完全替代传统的供暖体系。
因此,如何将热泵与太阳能相结合,在实现高效省电的同时,保证供暖舒适成为了热泵与太阳能技术研究的热点问题。
一、热泵和太阳能的原理和优势1. 热泵原理和优势热泵是一种将低温热能转换为高温热能的装置,它利用空气、水或土壤中的低品位热能,通过制冷剂循环系统的工作,提供高品位的热能。
相比传统的电加热设备,热泵具有显著的优势:(1)省电节能:热泵需要消耗少量电能和机械工作,就可将水或空气中的低温热能转化为高温热能。
(2)环保健康:热泵无烟无尘,无排放损害环境,也无需要燃料的使用,不会产生危险的气体和废弃物。
2. 太阳能原理和优势太阳能是利用太阳能转化为有用能源的一种技术。
在太阳能利用技术中,常用的是光伏发电技术和太阳能热利用技术。
与传统的燃料供能相比,太阳能具有以下优势:(1)清洁环保:太阳能利用过程中不会产生任何的废气污染和温室气体排放,是非常环保的一种能源。
(2)无限可再生性:太阳能是源源不断的可再生能源,不会耗尽,因此使用寿命非常长。
而且太阳能的分配非常均匀,不会因为天气的变化而影响供能。
二、热泵太阳能协同运用技术1. 热泵太阳能协同供暖技术原理热泵与太阳能的协同供暖技术,是指利用热泵在供暖需求峰值时期增强供热能力,利用太阳能在接近阳光充足时节增加供热能源,从而达到更加高效节能的供暖目的。
2. 热泵太阳能协同运用技术实现方案针对目前热泵和太阳能应用过程中存在的一些问题,如单一技术应用效果不尽人意和供热报废率较高等问题,需要采用综合技术协同应用来达到更高效的供暖目标。
通过热泵技术在寒冷天气下仍然能够维持供暖需求的功率需求,采用太阳能技术在日照充足时为系统提供可靠的能源,舒适可靠实现供暖目标。
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关键词
P T组件 太 阳能 电池 V
热泵
Pho o o t i he m a y rd o a e t m p y t m t v l c t r lh b i s l rh a a pu s se DuQa g a dMaK i i ’ n n a n e
Ab t a t A o s r c c mmeca o rc l i m df no a PV (h tv h i h r 1 rils l el s o i a  ̄d t T P oo ac e ma)mo ue.hc m e ue o h h tv h i/ o T d l w ih c b s d frte p oo o ac
太 阳 能 的直 接利 用 主 要 有 2种 途 径 : 光 热 和 光 电 。 中光 优 发 电技 术 是 将 太 阳 其 辐 射 中 的 短 波 能量 利 用 半 导 体 元 件 的 光
多 余 的热量 收集 起 来 加 以利 用 ,就 可 以取 长补 短 , 到充 分利 用 太 阳能 。 泵 系统具 做 热 有这 种 功能 。 外 , 另 由于 太 阳能 为 分散 式 能 源 , 位 能 量 密度 较 低 , 单 因此 无论 是 光伏 还 是 光 热 利 用 ,都 必 须 有 相 当大 的 受 光面 积 , 能 得 到 足 够 的能 量 。而 建筑 的 向 阳 才 面 或 楼 顶 的 面 积 是 有 限 的 , 多 情 况 下 无 很
电效 应转换为 电能是 受 到 温度 影 响 较 大 , 2 1% 但 当太
阳能 电池温 度 每 升 高 1 时 ,其 发 电效 率 ℃
将 降低 约 05 I .% . I 实 际 应用 中 , 去 转 。在 除
换 为 电能 和 被 反 射 的 部 分 , 大部 分 太 阳 辐 射 以热 能 形 式被 太 阳 能 电池 吸 收 , 自然 而 对 流 难 以 及 时将 这部 分 热 量 带 走 , 得 太 使
/
TC NQ E R N 技术前沿 E H IU O TI F
太阳能光伏光热联合热泵系统研究
浙 江能 源与核 技术应 用研 究 院 杜 强 麻凯 恩
摘 要 本文介绍一种使用普通商用太 阳能电池改装 的P T组件, v 并以此为基础建立光伏光热联合热 泵实验 系统。 通过理论计算和 实 际测 量 , 析该 系统 电效 率 、 分 热效 率 与 温度 之 间 的关 系。 结 果表 明, 联合 热 泵 系统 能够 同时提 高 太 阳能 电池 光伏 转换 效 率和 热 泵 效率 。
法 同时 安 装 光伏 系统 和光 热 系 统 。为 此 我 们 设 计 了 1 能 够直 接 安 装在 商 用 太 阳 能 种 电池 板 背 面 的换 热器 , 以 此 为 基 础 搭 建 并
理 的 余地 。 果 与地 源换 热 器 结合 , 夏 季 如 在 热 量 非 常 富余 的 时候 ,将 多余 热 能 交 换至 地 下 加 以储 存 , 冬 季 或连 续 阴雨 低温 时 , 在 热 泵 将 地 源换 热 器作 为冷 端 ,取 出热 量 向 水 箱 供 热 。在 冬 季积 雪覆 盖 太 阳能 电池板
* hj n n rya dN c a eh ooyR sac ntue Z ei gE eg n u l rT c n l a e g eerhI stt i
I 阐 舌 J
除 的。 如果 有 一 种 装置 能 够 将 太 阳能 电池
满足 供 热 需 求和 电池冷 却 要 求 提供 灵 活 处
时, 系统 可 以 手动 切 换 到逆 向运 转 , 向太 阳 能 电池 供 热 , 以融 化 冰 雪 , 用 不再 需 要 进 行 危 险 的 人 工 除 雪 或者 等 待 数 日。 图 1为 光 伏 光 热 联 合 热 泵 系统 示 意 图 , 要 包 括 P T组 件 、 网逆 变器 、 V 主 V 并 PT
t r a h b dsl yt .7 s ut eo h a dP Tcl c ri peet . cod gt cm u t nadep r n n yi i h m l y r a ss m 7 t cu ft m  ̄ V l t r n d A cri o p t i n xei t aa s e i or e r r ee oe o s s e n o ao e m s l ss cn ut i ust e t nh e encl tm ea r ad e c ny A xei n e a op 4 r e auetet m d od ce t d cs h rli s i b t e ele p r ue n f i c. n ep r d o s e ao p w t f e i d e sr l m t a s e om dt m sr h h u oe e
r i a c n h f c v r a o u t i f h T o u . e s n ea dt e e t et m l n ci t o t P 7m d l st e i h e cd vy e e
Ke r s P V mo ue,P oo oti el 日et u v wo d T d l h tv l ccl, a mp a p
阳 能 电池 温 度 显 著 高 于 2 ℃ ,尤 其 是 在 5 夏 季 ,太 阳 能 电 池 温 度 甚 至 高 达 8 ℃ 以 0 上1 使 得 发 电效 率 急 剧 下 降。 2 I ,
光 热 技 术 直 接 利 用 阳光 的 长 波 热 辐 射 , 过 集 热 器 收 集 后 , 接 加 热 工 质 或 经 直