《光伏-太陽能熱泵/熱管複合系統的關鍵問題研究》是依託中國科學技術大學，由季傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：光伏-太陽能熱泵/熱管複合系統的關鍵問題研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：季傑
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目把採用相同工質的熱管循環、熱泵循環與太陽能光電/光熱綜合利用技術有機結合起來，提出了光伏-太陽能熱泵/熱管複合(PV-SAHP/HP)系統的思想。PV-SAHP/HP系統以太陽輻照、空氣為主輔熱源，具有冬季採暖、夏季製冷、全年製取生活熱水及提供光伏電力等功能。由於工質的蒸發冷卻使得光伏電池具有較高的光電轉換效率；同時，以太陽輻照為熱源，熱泵的性能係數得以明顯提高；另外，由於具有熱管運行模式，大幅度減少了熱泵的運行時間和耗電量。本項目結合PV-SAHP/ HP複合系統的運行特性，對如下問題進行研究：系統工質充注量對熱管、熱船承榆泵熱力循環的影響；蒸發器結構參數記地棗對系統性能的影響；系統不同套用模式下的切換控制原則；光電轉換、光熱轉換、熱管危乃拘悼循環與熱泵循環四者間的最佳熱力學關係等問題。研究結果可為PV-SAHP/HP複合系統的最佳化設計和性能分析提供指導性參考，具墊企辨有較強的學術研究價值和工程套用前景。
結題摘要
本項目把採用相同工質的熱管循環、熱泵循環與太陽能光電/光熱綜合利用技術有機結合起來，提出來光伏-太陽能熱泵/熱管複合（PV-SAHP/HP）系統的思想。PV-SAHP/HP系統以太陽輻照、空氣為主輔熱源，具有冬季採暖、夏季製冷、全年製取生活熱水及提供光伏電力等功能。由於工質的少乘轎囑蒸發冷卻使得光伏電池具有較高的光電轉換效率；同時，以太陽輻照為熱源，熱泵的性能係數得以明顯提高；另外，由於具有熱管運行模式，大幅度減少了熱泵的運行時間和耗電量。該系統可以提高太陽能的利用率，實現了太陽能套用更好的集成化，無論是在民用還是工業套用上都具有非常好的前景。本項目結合PV-SAHP/ HP 複合系統的運行特性，對系統工質充注量對熱管、熱泵熱力循環的影響；光伏蒸發器結構參數對系統性能的影響；不同季節、不同氣象條件下系統的性能及系統全年的性能進行了模擬；系統不同套用模式下的切換控制原則；光電轉換、光熱轉換、熱管循環與熱泵循環四者間的最佳熱力學關係等基礎問題進行研究。建立了光伏蒸發器內工質兩相流動傳熱模型，對光伏蒸發器的進行了管路最佳化設計；建立了熱泵系統的系統模擬模型，對熱泵系統的幾大關鍵部件如壓縮機、冷凝器、蒸發器、節流閥（毛細管）等進行了模擬最佳化；建立了熱管式蒸發器的傳熱模型，對熱管數量、吸熱材料、光伏覆蓋率等問題進行了最佳化設計；建立了熱泵熱管複合系統的實驗測試平台，在實驗的基礎上結合模擬對系統乎體進行了進一步的最佳化；建立了環形熱管式太陽能熱水系統測試平台，對不同充注量下熱管制熱水的性能進行了實驗研究，得出了系統的最佳充注量；對熱管式太陽能熱水系統影灶墊進行了全年的模擬，得出了在合肥典型氣象年參數下熱水器的實際運行時間和可節約的能量，為系統的設計提供了理論依據；對熱管式PV/T有無玻璃蓋板對系統性能的影響進行了實驗研究。以上工作內容為PV-SAHP/HP 複合系統的最佳化設計和性能分析提供指導性參考，具有較強的學術研究價值和工程套用前景。項目組完成了課題申請中的全部研究目標及研究內容。
