大學碩士研究生答辯《雙蒸發(fā)器熱泵與分離式熱管耦合系統(tǒng)性能分析》模板課件（終版）

碩士論文答辯個人信息培養(yǎng)單位：能源與機械工程學院研究生：XXX專業(yè)領域：供熱、供燃氣、通風及空調工程導師：XXX二導：XXX論文題目：雙蒸發(fā)器熱泵與分離式熱管耦合系

統(tǒng)性能分析目錄課題背景及意義國內外研究現(xiàn)狀研究內容研究方法研究成果創(chuàng)新點課題展望在讀期間成果致謝1、課題背景及意義1.1課題背景（1）我國的能源結構：現(xiàn)在并且在今后相當一段時期內都是以煤炭為主。（2）隨之而來的問題：能源浪費、環(huán)境污染、生態(tài)破壞、大氣層破壞等。（3）應對之策：各行各業(yè)都在尋找新的可再生能源及其利用方式，同時也在技術上進行著積極的探索與嘗試。（4）建筑供暖作為能源消耗大戶也在進行著積極的能源調整和技術革新。優(yōu)點：條件允許情況下，可單獨運行分離式熱管模式供暖?？梢跃C合利用太陽能和空氣兩種熱源的系統(tǒng)，實現(xiàn)兩種能源優(yōu)勢互補，能夠避免單一熱源帶來的各種局限。缺點：系統(tǒng)復雜。初投資較高。（5）雙蒸發(fā)器熱泵與分離式熱管系統(tǒng)概述探究了一種新型雙蒸發(fā)器熱泵與分離式熱管耦合系統(tǒng)中三種模式的系統(tǒng)特性，分析了室外溫度、太陽輻射強度等因素對不同模式下系統(tǒng)重要性能參數的影響，分別揭示了其隨外界條件的變化規(guī)律，相關實驗數據和變化規(guī)律可為該新型熱泵系統(tǒng)的進一步優(yōu)化設計和相關研究提供依據，具有一定的參考價值和工程指導意義。1.2課題意義2、國內外研究現(xiàn)狀（1）空氣源熱泵研究現(xiàn)狀蔡亮等[11]提出了不同階段的霜層生長模型，并對霜晶體的生長模型進行了計算模擬，其結果較準確地反映了霜層晶體的生長過程。MostafaMahdavi，MahmoodYaghoubi等[12]實驗研究了在自然對流下水平翅片管式換熱器結霜時的性能。益民等[13]對一房間空調器冬季供熱狀況的實驗數據顯示，在冬季極端天氣條件下，空氣源熱泵的制熱量平均下降15%，瞬時制熱量降低約25%~30%；實際工況下平均COP為2.66，含除霜環(huán)節(jié)在內的周期平均COP為2.37。哈爾濱工業(yè)大學韓志濤[14]、胡文舉[15]等提出了一種新型相變蓄能除霜系統(tǒng)，建立了兩側均有相變發(fā)生的雙螺旋盤管相變蓄熱器的動態(tài)數學模型。2、國內外研究現(xiàn)狀（2）太陽能熱泵研究現(xiàn)狀HawladerMNA[23]對直膨式太陽能熱泵熱水系統(tǒng)進行了研究，結果表明，隨著冷凝水溫度的升高，系統(tǒng)集熱效率和COP都有所下降。集熱器的面積、壓縮機轉速、蓄熱裝置的容量、太陽輻射強度都會影響系統(tǒng)的性能。F．B.Gorozabel

Chata等人[24]對使用不同制冷劑的太陽能熱泵系統(tǒng)進行了性能分析，結果表明，系統(tǒng)的COP受制冷劑種類的影響。Bengt[25]提出了一種對太陽能熱泵系統(tǒng)進行模擬研究的簡化模型，確定了系統(tǒng)的四個性能參數，并與實際運行參數對比，驗證了該模型的準確性。Hawlader[26]指出壓縮機轉速、太陽輻射強度、太陽能集熱器面積和水箱容積等因素都會對太陽能熱泵系統(tǒng)的性能產生很大影響。（2）太陽能熱泵研究現(xiàn)狀Y．H．Kuang等人[27]模擬研究了太陽能熱泵熱水機組的性能，結果表明，變頻壓縮機和電子膨脹閥的使用可有效提高熱泵機組的整體性能。Kuang等人[28]對間接膨脹式太陽能熱泵系統(tǒng)的實驗研究表明，增大吸熱水箱的容積可降低熱泵和集熱器的進口水溫，明顯提高集熱器的效率。王興華[29]介紹了我國太陽能資源的分布狀況和國內外太陽能集熱器的發(fā)展及研究現(xiàn)狀，建立了基于空氣溫度和含濕量的濕空氣熱物性參數計算方程，提出了給定平板太陽能空氣集熱器模型的熱效能計算方法。趙軍[30]設計了串聯(lián)式太陽能熱泵熱水系統(tǒng)，在天津地區(qū)可全年提供50℃熱水，COP達到3左右。王如竹課題組[32-37]研制了以裸板式太陽能集熱器為蒸發(fā)器的直膨式太陽能熱泵熱水器，并在0～1000W/m2的模擬光源條件下對其進行了性能測試。結果表明，系統(tǒng)平均加熱功率為1.04kW，平均COP為4.18。2、國內外研究現(xiàn)狀2、國內外研究現(xiàn)狀（3）太陽能—空氣能復合源熱泵研究現(xiàn)狀在系統(tǒng)優(yōu)化配置方面，上海理工大學劉業(yè)風[44,45]提出了一種特殊的包含太陽能系統(tǒng)及熱泵空調系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)在內的雙熱源熱泵系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)夏季制冷、冬季供暖和全年提供生活熱水的目的。天津大學的陳雁[46]設計了一種將空氣源熱泵與太陽能熱泵串聯(lián)運行的雙熱源聯(lián)合供暖系統(tǒng)。該系統(tǒng)在天津地區(qū)可有效提高熱泵機組運行性能。東南大學徐國英、張小松等[47]設計了一種采用太陽能和空氣能的雙熱源熱泵熱水系統(tǒng)，該系統(tǒng)可根據太陽輻射條件調節(jié)機組的運行模式，在惡劣天氣下依然能夠有效運行，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，實現(xiàn)了能量高效的利用。陳慶杰[48]對并聯(lián)式太陽能熱泵的工作原理進行了研究，建立了熱泵機組熱量計算模型，提出了機組的啟停控制策略，推導出了基于單片機控制的熱量計算方法，為太陽能的最大化利用做出了積極的探索。2、國內外研究現(xiàn)狀（3）太陽能—空氣能復合源熱泵研究現(xiàn)狀在集熱器設計改造方面，西安建筑科技大學與中原工學院劉寅等[51]設計了采用翅片-套管復合式換熱器的熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)以低溫太陽能熱水作為空氣的輔助熱源。測試結果顯示，在環(huán)境溫度降至-15℃的過程中，相比常規(guī)單熱源機組，該新型換熱器可明顯提升系數性能到50％以上。哈工大姚楊等人[52-56]設計了一種三套管蓄能換熱器，該換熱器內管走制冷劑外管走水，中間填入蓄熱材料。對采用該換熱器的系統(tǒng)測試發(fā)現(xiàn)，壓縮機吸、排氣壓力穩(wěn)定，COP維持在2.02～2.79之間。中原工學院提出了一種新型太陽能—空氣能復合熱泵系統(tǒng)，并對太陽能與空氣能的復合溫差進行了研究，各流量對應的雙熱源最大有效復合溫差下，太陽能熱水水溫均不超過20℃[57-59]。2、國內外研究現(xiàn)狀（4）分離式熱管研究現(xiàn)狀劉珊珊等[61]對一組毫米級的并聯(lián)分離式熱管進行了可視化試驗，對毫米級的小管徑熱管內部復雜的氣液兩相流動進行了探索，結果表明，加熱溫度及充液率等對并聯(lián)分離式熱管的流型及熱力性能有著重要影響。佟振等[62]研究了采用CO2為工質的分離式熱管的傳熱性能，結果表明，雖然熱管系統(tǒng)的熱阻主要源于管外側的對流換熱，但CO2替代常規(guī)制冷劑時，管內沸騰凝結換熱熱阻明顯降低，換熱系數可成倍提高，熱管的整體傳熱性能明顯提升。黃忠禮等[63]為某地典型移動通信基站設計并安裝了匹配合理的分離式熱管散熱系統(tǒng)，對其能耗和基站環(huán)境溫度下的控制技術進行了研究。結果表明，加裝重力型熱管系統(tǒng)的基站比僅安裝有傳統(tǒng)壓縮空調的能耗減少了35%左右。2、國內外研究現(xiàn)狀（4）分離式熱管研究現(xiàn)狀王蒙等[64]提出了一種分離式熱管/蒸氣壓縮復合制冷方案，設計了35kW熱管復合型空調模塊，并模擬了該模塊的全年運行總能耗。結果顯示，熱管復合區(qū)的引入有效拓寬了熱管的運行溫區(qū)，系統(tǒng)全年COP得到提升，相對于傳統(tǒng)蒸氣壓縮系統(tǒng)，節(jié)能率高達40%以上。金鑫等[65]對分離式熱管型機房空調進行了性能試驗，研究了發(fā)熱機柜出風溫度、蒸發(fā)器出風溫度、系統(tǒng)COP和系統(tǒng)能耗的變化規(guī)律。試驗結果顯示，在20℃的平均環(huán)境溫度下，該系統(tǒng)可將發(fā)熱機柜的出風溫度降低至合理范圍內，設備運行平穩(wěn)；平均COP可達9.05；相對于傳統(tǒng)空調，其節(jié)電率達62.4%。王鐵軍等[66]基于高性能計算機的溫控需要，提出了動力型分離式熱管和蒸汽壓縮復合制冷技術方案，提出了蒸氣壓縮、熱管、蒸汽壓縮/熱管復合制冷分區(qū)工作的構想。模擬了在北京地區(qū)應用該技術的節(jié)能效果。結合實際情況，本文對該耦合系統(tǒng)中的太陽能分離式熱管、空氣源熱泵和太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵三種模式進行了性能試驗研究內容如下：（1）對太陽能分離式熱管模式，研究了系統(tǒng)工作壓力、冷凝器進口溫度、冷凝器出口溫度、冷凝器壓降、實驗房間溫度、系統(tǒng)供熱量、系統(tǒng)供熱效率等7個目標參數隨太陽輻射強度的變化規(guī)律。（2）對空氣源熱泵模式，研究了蒸發(fā)器入口溫度、過熱度、蒸發(fā)器壓降、冷凝器壓降、壓縮比、系統(tǒng)供熱量、壓縮機輸入功率和COP等8個目標參數隨室外溫度的變化規(guī)律。（3）對太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵模式，研究了蒸發(fā)器入口溫度、過熱度、蒸發(fā)器壓降、壓縮比、系統(tǒng)供熱量、壓縮機輸入功率和COP等7個目標參數隨室外溫度TW和太陽輻射強度的變化規(guī)律。3、研究內容4‥研究方法4.1‥試驗臺原理圖4‥研究方法4.2‥試驗臺實物圖4‥研究方法4.3‥儀器設備詳覽短波輻射傳感器溫濕度記錄儀室內空氣品質監(jiān)測儀壓力變送器數字功率表壓縮機數據采集設備換熱器太陽能集熱器熱力膨脹閥干燥過濾器油分離器球閥氣液分離器雙蒸發(fā)器泵與分離式熱管系統(tǒng)性能分析分離式熱管模式（理論充液量計算）空氣源熱泵模式（理論充液量計算）太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵模式（理論充液量計算）太陽輻射強度對系統(tǒng)性能影響室外溫度對系統(tǒng)性能影響室外溫度對系統(tǒng)性能影響太陽輻射強度對系統(tǒng)性能影響理論充液量下三種模式切換邊界條件4‥研究方法4.4‥試驗計劃圖4‥研究方法4.5‥重要性能參數評價指標（1）測點壓力P：式中，P為測點壓力，單位為MPa；I

為壓力變送器傳遞的電流信號，單位mA。（2）室內冷凝器換熱量

：式中，

QC為系統(tǒng)供熱量，單位為kW；ρ為空氣密度，單位為kg/m3；c為空氣比熱容，單位為kJ/kg?℃；V為通過室內冷凝器的風量，單位為m3/s；

tout為室內冷凝器出風溫度，單位為℃；

tin為室內冷凝器進風溫度，單位為℃。（3）壓縮比：式中，為壓縮比，單位為1；P2為壓縮機排氣壓力，單位為MPa；P1為壓縮機進氣壓力,單位為MPa。（4）太陽能分離式熱管模式供熱效率

η:

式中，η為太陽能分離式熱管模式供熱效率，單位為1；為室內冷凝器散熱量，單位為kW，為平板太陽能集熱器總接收太陽能，單位為kW。(5)熱泵系統(tǒng)制熱性能系數COPh:式中，QC為室內冷凝器散熱量，單位為kW，Pcom為壓縮機實際輸入功率，單位為W。5.15、研究成果太陽能分離式熱管模式系統(tǒng)性能分析5.1太陽輻射強度對系統(tǒng)各性能參數的影響5.1.1系統(tǒng)壓力及冷凝器壓降變化規(guī)律1（a）系統(tǒng)壓力變化曲線（b）冷凝器壓降變化曲線結論：當平均室外溫度為8℃，平均太陽輻射強度不高于387.3W/m2時，系統(tǒng)壓力值始終不高于0.588MPa，冷凝器平均壓降不高于5.02×103Pa。且系統(tǒng)壓力及冷凝器壓降均隨太陽輻射強度的升高而增大，但系統(tǒng)壓力增幅較大。圖5.1系統(tǒng)壓力及冷凝器壓降隨太陽輻射強度變化曲線5.15、研究成果太陽能分離式熱管模式系統(tǒng)性能分析5.1.2冷凝器進出口溫度變化規(guī)律1圖5.2冷凝器入口溫度變化曲線結論：冷凝器入口溫度及系統(tǒng)反應速率均與太陽輻射強度呈正相關關系。當室外平均溫度為8℃，平均太陽輻射強度不高于387.3W/m2時，該運行模式中冷凝器入口溫度最高可達60.7℃。當平均室外溫度不低于4.8℃，平均太陽輻射強度不低于259.1W/m2，該系統(tǒng)啟動時間不超過30分鐘。當室外平均溫度為8℃，平均太陽輻射強度不高于387.3W/m2時，冷凝器出口溫度最小約為15.3℃，最大約為24.4℃，且與太陽輻射強度呈正相關關系。結合圖5.2冷凝器入口溫度可知，在此室外溫度和太陽輻射強度條件下，冷凝器進出口溫差最大為37.8℃，且此溫差同樣與太陽輻射強度保持著正相關關系。圖5.3冷凝器出口溫度變化曲線5.15、研究成果太陽能分離式熱管模式系統(tǒng)性能分析5.1.4系統(tǒng)供熱量變化規(guī)律1結論：當平均室外溫度為8℃，平均太陽輻射強度不高于387.3W/m2時，系統(tǒng)平均供熱量不高于540.5W，且系統(tǒng)的供熱量與太陽輻射強度呈正相關關系。圖5.4系統(tǒng)供熱量變化曲線5.15、研究成果太陽能分離式熱管模式系統(tǒng)性能分析5.1.5系統(tǒng)供熱效率變化規(guī)律1結論：當平均室外溫度不高于8.9℃，平均太陽輻射強度不高于577.9W/m2時，系統(tǒng)供熱效率最高可達73.4%，平均供熱效率最高可達64.8%，且相同室外溫度條件下，太陽輻射強度越高，系統(tǒng)的供熱效率越高。圖5.5系統(tǒng)供熱效率變化曲線5.15、研究成果太陽能分離式熱管模式系統(tǒng)性能分析5.1.6實驗房間溫度變化規(guī)律1結論：當室外溫度不低于8.9℃，太陽輻射強度不低于585.4W/m2，太陽能分離式熱管單獨運行即可滿足實驗房間供暖需求。圖5.6實驗房間溫度變化圖5、研究成果1太陽能分離式熱管模式系統(tǒng)性能分析—結論系統(tǒng)壓力、冷凝器壓降、冷凝器進出口溫度、系統(tǒng)反應速率、供熱量、供熱效率及實驗房間溫度等參數均與太陽輻射強度呈正相關關系。當平均室外溫度為8℃，平均太陽輻射強度不高于387.3W/m2時，系統(tǒng)壓力值始終不高于0.588MPa，冷凝器平均壓降不高于5.02×103Pa，冷凝器入口溫度最大為60.7℃；冷凝器出口溫度最大值為24.4℃，最小為15.3℃，冷凝器進出口溫差最大為37.8℃，系統(tǒng)平均供熱量最高可達540.5W。當平均室外溫度不低于4.8℃，平均太陽輻射強度不低于259.1W/m2時，該系統(tǒng)反應時間不超過30分鐘。當平均室外溫度不高于8.9℃，平均太陽輻射強度不高于577.9W/m2時，系統(tǒng)效率最高可達73.4%，平均效率可達64.8%。當室外溫度不低于8.9℃且太陽輻射強度不低于585.4W/m2時，太陽能分離式熱管模式單獨運行即可滿足實驗房間的供暖需求。5.15、研究成果空氣源熱泵模式系統(tǒng)性能分析5.2室外溫度對系統(tǒng)各性能參數的影響2蒸發(fā)器入口溫度變化曲線系統(tǒng)過熱度變化曲線壓縮比變化曲線冷凝器壓降變化曲線蒸發(fā)器壓降變化曲線5.15、研究成果空氣源熱泵模式系統(tǒng)性能分析5.2室外溫度對系統(tǒng)各性能參數的影響2制熱性能系數變化曲線實驗房間溫度變化曲線供熱量變化曲線壓縮機輸入功率變化曲線5、研究成果2室外溫度對系統(tǒng)各性能參數的影響—結論該雙蒸發(fā)器熱泵與分離式熱管耦合系統(tǒng)中，空氣源熱泵模式可正常運行，且其性能與傳統(tǒng)空氣源熱泵一致，并無明顯不同?？諝庠礋岜媚Ｊ较拢舭l(fā)器入口溫度、過熱度、蒸發(fā)器壓降、冷凝器壓降、系統(tǒng)供熱量、壓縮機輸入功率與制熱性能系數均與室外溫度呈正相關關系，而壓縮比與室外溫度呈負相關關系。空氣源熱泵模式下，當室外溫度在-3℃～5℃變化時，蒸發(fā)器入口溫度在-9.2℃～-0.6℃范圍內變化，且與室外溫度相差約6℃；系統(tǒng)過熱度維持在3.9℃～5.9℃之間；蒸發(fā)器平均壓降范圍為46.1kPa～56.1kPa；冷凝器平均壓降范圍為1.59kPa～2.585kPa，且冷凝器壓降遠小于蒸發(fā)器壓降；系統(tǒng)供熱量在1403.1W～2704.2W之間變化；壓縮機輸入功率范圍為640.5W～911.9W；系統(tǒng)制熱性能系數在1.92～3.03之間變化。5、研究成果2室外溫度對系統(tǒng)各性能參數的影響—結論空氣源熱泵模式下，系統(tǒng)達到平穩(wěn)時，當室外溫度分別為-3℃、-1℃、0℃、4℃、5℃時，蒸發(fā)器入口溫度分別約為-8.9℃、-6.7℃、-5.9℃、-1.8℃、-0.3℃；系統(tǒng)過熱度分別約為4.3℃、4.5℃、4.5℃、4.9℃、5.1℃；蒸發(fā)器壓降分別約為44.053kPa、48.135kPa、48.599kPa、49.716kPa、51.893kPa；冷凝器壓降分別約為0.723kPa、1.314kPa、1.419kPa、1.871kPa、2.739kPa；壓縮比分別約為8.88、8.45、8.33、7.8、7.53；系統(tǒng)供熱量分別約為1741.1W，2004.6W，2144.3W，2533.7W，2696.2W；壓縮機輸入功率分別約為711.2W，732.8W，761.2W，883.5W，907.6W；系統(tǒng)制熱性能系數分別約為2.45、2.74、2.82、2.87、2.97?？諝庠礋岜媚Ｊ较?，室外溫度越低，房間溫度達到設計要求所需的時間越長。當室外溫度為4℃～5℃時，系統(tǒng)持續(xù)運行16～20分鐘后，室內溫度即可達標（18℃），當室外溫度為-3℃～0℃時，該模式持續(xù)運行60分鐘仍不能達到室內供暖要求。5.15、研究成果太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵模式系統(tǒng)性能分析5.3太陽輻射強度對系統(tǒng)各性能參數的影響5.3.1太陽輻射強度對蒸發(fā)器入口溫度的影響3（a）蒸發(fā)器入口溫度（室外溫度-3度）（b）蒸發(fā)器入口溫度（室外溫度-1度）(c)蒸發(fā)器入口溫度（室外溫度0度）

(d)蒸發(fā)器入口溫度（室外溫度1度）(e)蒸發(fā)器入口溫度（室外溫度4度）5.15、研究成果5.3.2太陽輻射強度對過熱度的影響3太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵模式系統(tǒng)性能分析(a)過熱度（室外溫度-3度）(b)過熱度（室外溫度-1度）(c)過熱度（室外溫度0度）

(d)過熱度（室外溫度1度）(e)過熱度（室外溫度4度）5.15、研究成果5.3.3太陽輻射強度對蒸發(fā)器壓降的影響3太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵模式系統(tǒng)性能分析

(a)蒸發(fā)器壓降（室外溫度-3度）(b)蒸發(fā)器壓降（室外溫度-1度）(c)蒸發(fā)器壓降（室外溫度0度）(d)蒸發(fā)器壓降（室外溫度1度）

(e)蒸發(fā)器壓降（室外溫度4度）5.15、研究成果5.3.4太陽輻射強度對壓縮比的影響3太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵模式系統(tǒng)性能分析(a)壓縮比（室外溫度-3度）

(b)壓縮比（室外溫度-1度）(c)壓縮比（室外溫度0度）(d)壓縮比（室外溫度1度）

(e)壓縮比（室外溫度4度）5.15、研究成果5.3.5太陽輻射強度對系統(tǒng)供熱量的影響3太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵模式系統(tǒng)性能分析(a)供熱量（室外溫度-3度）

(b)供熱量（室外溫度-1度）(c)供熱量（室外溫度0度）(d)供熱量（室外溫度1度）

(e)供熱量（室外溫度4度）5.15、研究成果5.3.5太陽輻射強度對壓縮機輸入功率的影響3太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵模式系統(tǒng)性能分析(a)壓縮機輸入功率（室外溫度-3度）(b)壓縮機輸入功率（室外溫度-1度）(c)壓縮機輸入功率（室外溫度0度）(d)壓縮機輸入功率（室外溫度1度）(e)壓縮機輸入功率（室外溫度4度）5.15、研究成果5.3.5太陽輻射強度對系統(tǒng)制熱性能系數的影響3太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵模式系統(tǒng)性能分析(a)制熱性能系數（室外溫度-3度）

(b)制熱性能系數（室外溫度-1度）(c)制熱性能系數（室外溫度0度）(d)制熱性能系數（室外溫度1度）

(e)制熱性能系數（室外溫度4度）5.15、研究成果5.4室外溫度對系統(tǒng)制熱性能系數的影響3太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵模式系統(tǒng)性能分析蒸發(fā)器入口溫度隨室外溫度變化曲線過熱度隨室外溫度變化曲線蒸發(fā)器壓降隨室外溫度變化曲線壓縮比隨室外溫度變化曲線5.15、研究成果5.4室外溫度對系統(tǒng)制熱性能系數的影響3太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵模式系統(tǒng)性能分析系統(tǒng)供熱量隨室外溫度變化曲線壓縮機輸入功率隨室外溫度變化曲線系統(tǒng)制熱性能系數隨室外溫度變化曲線5、研究成果3太陽輻射強度及室外溫度對系統(tǒng)各性能參數的影響—結論太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵模式下，蒸發(fā)器入口溫度、過熱度、蒸發(fā)器壓降、壓縮機輸入功率、系統(tǒng)供熱量及制熱性能系數均與太陽輻射強度和室外溫度呈正相關關系，但壓縮比與太陽輻射強度及室外溫度均呈負相關關系。相同空氣濕度條件下，當室外溫度在-3℃～4℃之間變化，太陽輻射強度不高于600W/m2時，蒸發(fā)器入口溫度、過熱度、蒸發(fā)段壓降、壓縮比、系統(tǒng)供熱量、壓縮機輸入功率、系統(tǒng)供熱性能系數分別在-10.2℃～-0.1℃、4.6℃～8.6℃、69.3kPa～89.8kPa、5.9～8.9、1703.4W～3169.6W、682.3W～853.3W、2.5～3.71之間變化。當室外溫度在-3℃～4℃之間變化，太陽輻射強度不高于600W/m2時，太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵模式重要性能參數與同溫濕度條件下空氣源熱泵模式相比，系統(tǒng)蒸發(fā)器入口溫度最大升高23.7%，過熱度最大升高75.5%，蒸發(fā)器壓降最大增加80.6%，壓縮比最大下降24.4%，供熱量最高可提升30.9%，壓縮機輸入功率增大不超過6.5%，系統(tǒng)制熱性能系數最大增加29.3%。5.15、研究成果理論上，壓縮機排氣溫度與吸氣溫度，壓縮比存在如下關系：4系統(tǒng)模式切換式中，Ts、Td分別為壓縮機吸/排氣溫度，單位為℃；r為壓縮比，單位為1；k為制冷劑絕熱指數。結論：當室外溫度低于4℃，太陽輻射強度不高于600W/m2時，運行太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵為最優(yōu)選擇；當室外溫度高于4℃且太陽能分離式熱管模式不能滿足室內供暖需求時，宜運行空氣源熱泵；而當室外溫度不低于8.9℃且太陽輻射強度高于585.4W/m2時，宜單獨運行太陽能分離式熱管模式實現(xiàn)供暖。5、研究成果5雙蒸發(fā)器與分離式熱管耦合系統(tǒng)性能分析—結論太陽能分離式熱管模式下，系統(tǒng)壓力、冷凝器壓降、冷凝器進出口溫度、系統(tǒng)反應速率、供熱量、供熱效率及實驗房間溫度等參數均與太陽輻射強度呈正相關關系。另外，當平均室外溫度為8℃，平均太陽輻射強度不高于387.3W/m2時，系統(tǒng)壓力值始終不高于0.588MPa，冷凝器平均壓降不高于5.02×103Pa，冷凝器進出口溫度最大分別為60.7℃、24.4℃，進出口最大溫差37.8℃，系統(tǒng)平均供熱量最高可達540.5W。此外，當室外平均溫度不低于4.8℃，平均太陽輻射強度不低于259.1W/m2時，該系統(tǒng)響應時間不超過30分鐘。當平均室外溫度不高于8.9℃，平均太陽輻射強度不高于577.9W/m2時，系統(tǒng)供熱效率最高可達73.4%，平均供熱效率最高可達64.8%。當室外溫度不低于8.9℃且太陽輻射強度不低于585.4W/m2時，單獨運行太陽能分離式熱管模式即可滿足實驗房間的供暖需求。5、研究成果5雙蒸發(fā)器與分離式熱管耦合系統(tǒng)性能分析—結論耦合系統(tǒng)中的空氣源熱泵模式性能與常規(guī)空氣源熱泵并無明顯差異，且蒸發(fā)器入口溫度、過熱度、蒸發(fā)器壓降、冷凝器壓降、系統(tǒng)供熱量、壓縮機輸入功率與制熱性能系數均與室外溫度呈正相關關系，而系統(tǒng)壓縮比與之呈負相關關系?？諝庠礋岜媚Ｊ较?，當室外溫度在-3℃～5℃變化時，蒸發(fā)器入口溫度在-9.2℃～-0.6℃范圍內變化，且始終低于室外溫度約6℃，蒸發(fā)器平均壓降在46.1kPa～56.1kPa之間變化；系統(tǒng)過熱度在3.9℃～5.9℃之間變化；冷凝器壓降遠小于蒸發(fā)器壓降，且系統(tǒng)運行約5分鐘后，其值在1.59kPa～2.585kPa之間波動；系統(tǒng)供熱量在1403.1W～2704.2W之間變化；壓縮機輸入功率在640.5W～911.9W之間變化；系統(tǒng)制熱性能系數維持在1.92～3.03之間。5、研究成果5雙蒸發(fā)器與分離式熱管耦合系統(tǒng)性能分析—結論空氣源熱泵模式下，系統(tǒng)平穩(wěn)運行時，當室外溫度分別為-3℃、-1℃、0℃、4℃、5℃時，其蒸發(fā)器入口溫度分別約為-8.9℃、-6.7℃、-5.9℃、-1.8℃、-0.3℃；系統(tǒng)過熱度分別約為4.3℃、4.5℃、4.5℃、4.9℃、5.1℃；蒸發(fā)器壓降分別約為44.053kPa、48.135kPa、48.599kPa、49.716kPa、51.893kPa；冷凝器壓降分別約為0.723kPa、1.314kPa、1.419kPa、1.871kPa、2.739kPa；壓縮比分別約為8.88、8.45、8.33、7.8、7.53；系統(tǒng)供熱量分別約為1741.1W，2004.6W，2144.3W，2533.7W，2696.2W；壓縮機輸入功率分別約為711.2W，732.8W，761.2W，883.5W，907.6W；系統(tǒng)制熱性能系數分別約為2.45、2.74、2.82、2.87、2.97。5、研究成果5雙蒸發(fā)器與分離式熱管耦合系統(tǒng)性能分析—結論空氣源熱泵模式下，室外溫度越低，實驗房間溫度達到供暖要求所需的時間越長。當室外溫度為4℃～5℃時，系統(tǒng)持續(xù)運行約16～20分鐘后，室內溫度即可達到供暖要求。而當室外溫度為-3℃～0℃時，該模式持續(xù)運行60分鐘后室內溫度仍不能達標。太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵模式下，蒸發(fā)器入口溫度、過熱度、蒸發(fā)器壓降、壓縮機輸入功率、系統(tǒng)供熱量及制熱性能系數均隨太陽輻射強度變化而變化，且與其呈正相關關系，但壓縮比卻與之呈負相關關系。太陽能—空氣能復合源串聯(lián)熱泵模式下，當室外溫度在-3℃～4℃之間變化，太陽輻射強度不高于600W/m2時，系統(tǒng)中蒸發(fā)器入口溫度、過熱度、蒸發(fā)段壓降、壓縮比、系統(tǒng)供熱量、壓縮機輸入功率、系統(tǒng)供熱性能系數分別在-10.