[01550945]直膨式太阳能空气源热泵复合机关键技术研究与应用

该项目为国家鼓励的新能源和再生清洁能源技术领域的技术创新项目，充分利用太阳能与空气热能，实现建筑物的冷暖空调、家用全年供应日常生活热水需求，创造健康舒适的人居环境。太阳能热水供应，是最为传统的、比较经济的做法，但太阳能集热器的工作受气候条件和昼夜变化影响太大。将太阳能和热泵两者结合起来，扬长补短，优势互补，既达到节能减排、又能保证全年全日连续供热，是近年来中央热水系统热源设备发展的新动向。项目组在青岛市科技计划项目“直膨式太阳能热泵复合机关键技术研究及中试”(No.06-2-2-22-jch)的资助下，针对直膨式太阳能空气源热泵系统实际推广应用中存在的关键问题展开研究。主要研究成果如下：(1)自主研制了一套新型直膨式太阳能空气源热泵空调与热水复合系统，满足建筑物对采暖、制冷及生活热水的需求。建立了系统仿真与优化模型，深入研究系统动态特性，揭示了系统装置组合优化规律，获得系统运行特性与设计特性的协调机制；(2)构建系统工作平台，对系统进行全年工况的测试，分析装置结构参数、环境参数以及运行参数对系统性能的影响特性，研究系统在太阳辐射强度、环境温度等参数随机变化条件下的动态响应，验证和完善理论分析结果；(3)提出了采用压缩机变容量调节与电子膨胀阀变开度调节是提高系统热性能的有效控制策略。确定系统的优化目标和优化变量，研究实现系统优化运行的能量管理模式，获得实现系统全过程优化运行的能量调控与管理特性规律。该项目已发表学术论文16篇(其中SCI检索1篇，EI检索5篇)，获得实用新型专利2项。2010年12月4日，山东省科技厅组织技术鉴定，研制样机的整体技术性能达到了国际先进水平，在太阳能空气源热泵复合机温度调节自适应控制技术方面达到了国际领先水平。在近两年时间内，该项目成果已在山东科技大学、山东光普太阳能工程公司、江苏元升太阳能集团等多家企业获得初步应用，其性能稳定、节能效果显著。节能减排累计创经济效益达2000万元。该项目从设备选型、能量匹配、运行方案、控制策略等多方面对直膨式太阳能空气源热泵系统进行优化，使系统在节能环保方面的指标达到最高。通过系统整合与优化，建立全新的清洁能源利用系统，优化能源结构，减少常规能源消耗，促进建筑节能以及能源的可持续利用，在有害气体、温室气体、粉尘等污染物减排方面具有积极贡献。社会经济效益明显，推广前景广阔。