太阳能系统设计论文提纲

论文题目：太阳能海水源热泵在养殖水体调温上的应用研究

摘要：温度是影响水产养殖的重要因素,适宜的水温不仅有助于水产物种的生长发育,还能够缩短受精卵的孵化时间。传统的养殖水体升温途径主要有地热、锅炉供热和工厂余热等。不仅消耗燃料还带来了环境污染问题。因此寻找一种高效洁净的可再生能源来实现养殖水体的调温迫切而重要。太阳能海水源热泵系统弥补了太阳能的间歇不稳定性又提高了热泵系统中低温热源的温度,从而提高了复合系统的性能系数,是目前应用在水产养殖上最节能的方式之一。本文以大连气候特点为背景,采用中国气象数据网的近30年气象数据,拟合得出大连地区各月蒸发量的计算模型,结合传热学相关知识最终得到全年各月室外露天鱼池的热负荷。根据热负荷对太阳能海水源热泵系统设计计算,本文选用1.5㎡的陶瓷集热板,使系统满足在夏季太阳能独立供给养殖水体调温负荷;冬季光照充足的标准天满足太阳能辅助热泵供给负荷;阴雨天热泵单独工作供给负荷。在此基础上,在大连凯晨公司搭建试验台进行数据采集和测试研究。试验项目鱼池水体体积3m3,鱼池目标温度常年维持28℃。通过集热系统检测结果得出太阳能保证率在39%左右,热泵机组承担61%的负荷。且当蒸发器进水口温度在10℃以上时,热泵机组的COP达到5.5以上,节能效果显著。本章对第三章的试验进行经济性评价,将其与电加热辅助太阳能系统的初投资和运行费用进行对比,得出整个太阳能海水源热泵系统初投资为6900元,比电加热辅助太阳能系统的初投资高4500元,海水源热泵系统的年运行费用为8529元,和电加热辅助太阳能系统相比,每年可节约4177元,系统的动态投资回收期为1.08年,因此结果表明水产养殖过程中应用太阳能海水源热泵系统在经济方面有很大的优势。

关键词：太阳能海水源热泵;热负荷;参数设计;试验应用;经济性评价

学科专业：农业机械化工程

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 太阳能与热泵

1.2.1 太阳能

1.2.2 热泵

1.3 课题国内外研究现状

1.4 本文的主要研究内容

2 大连地区水产养殖系统供热负荷计算

2.1 .大连市气象及工程概况

2.2 鱼池供热负荷计算

2.2.1 鱼池水表面蒸发散热量计算

2.2.2 鱼池池壁的传导失热量计算

2.2.3 鱼池池底的传导失热量计算

2.2.4 鱼池池水表面传热热损失计算

2.2.5 鱼池补水所需要的热量计算

2.2.6 鱼池太阳辐射得热量计算

2.2.7 鱼池热负荷汇总表

2.3 本章小结

3 太阳能海水源热泵联合供热系统设计

3.1 太阳能海水源热泵系统供热形式

3.2 太阳能海水源热泵的工作原理

3.3 太阳能系统计算

3.3.1 太阳能集热器

3.3.2 集热器最佳倾斜角的确定

3.3.3 集热器面积计算

3.3.4 集热水箱的容积

3.3.5 集热系统流量设计

3.3.6 集热循环主管道管径确定

3.4 海水源热泵系统计算

3.4.1 热泵装置选型

3.5 本章小结

4 太阳能海水源热泵系统的升温试验研究

4.1 材料与方法

4.1.1 试验材料与设备

4.1.2 方法

4.2 太阳能集热系统结果与分析

4.2.1 阴天系统测试结果

4.2.2 晴天系统测试结果

4.3 复合系统结果与分析

4.3.1 海水源热泵机组性能系数

4.4 本章小结

5 太阳能海水源热泵系统的经济性分析

5.1 系统的经济性分析

5.1.1 主要评价参数

5.1.2 经济比较分析

5.1.3 投资回收期

5.2 本章小结

6 结论与展望

6.1 研究结论

6.2 研究工作展望

参考文献

致谢