多功能家用热泵系统的研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文多功能家用热泵系统的研究姓名：裴刚申请学位级别：硕士专业：制冷与低温工程指导教师：季杰2003.6.1能源与环境一直是现代一方面能效比高，可以对现泵系统对空调冷凝热进行了本文以试验数据和系统了样机试制、系统测试、系研究内容和成果如下：Ke十iho限Q九tpven1>-•r—canditlonerEnergyconservangivenmuchpeopattentionintodayeatureofamulti—functionacedinthisthesis.oneside,thecoeffici

2、entofdtpde,sation!lbereducedaccordinglTheoretica1ana11H視肌阻晶（晶滋駅晶細il曜皿您•蹴齟硼風睦期黴直iLa■—fl第一章绪论§1・1热泵与节能能源是社会发展的基础，随着人口的增长和经济的快速发展，能源的消耗量急剧增加。能源不合理的大量消耗，一方面会导致一次性能源的储藏量口趋减少，使人类的快速发展难以长久持续：另一方面，由于能源使用的无节制，述会导致环境的过度破坏，使人类的生存面临严重威胁。因此，现有能源如何才能得到合理高效的利用，是急需我们研究的重要课题。这与社会的可

3、持续发展和人类的未來息息和关。1.1.1生活耗能的快速增长随着社会经济的发展，人民生活水平不断提高，家庭生活耗能量也在人幅增长。如图1—1,2001年屮国能源发展报告屮的统计数字显示，1990年屮国的居图1—1中国近10年居民生活用电的增长，121民生活用电量为459.4亿度电。而短短的10年后，2000年屮国的居民生活用电量上升为1672.5亿度电，增长了3.64倍。在生活用电总量增加的同时，生活用电在全社会用电总量中的比例也在持续上升，1990年的比例为7.5%,到2000年增加到12.4%。“21我国的家庭生活用电份额

4、已高于商业、农业、交通等重要行业，成为仅次于工业用电的第二人用电种类。并口，我国居民的家庭生活用电不论是总量还是份额都还远远没有达到发达適畫劇猱霽図和m籌建蜒诺阻剧删生啟拠虫卓統麗窖蜩龜总is〕:o能源体系中的影响越来越人1121。国家用电量用电结构(％)(亿千瓦时)工业交通农业濒蕾市政商业美国33477.635100.12000蒸3121口本9366.044662.33040淼25.73俄罗斯715915880840540i豢8.6徳国4874847.113301.601鬓2122加拿大4774744.681.092.01

5、瀚藩2510法国3933.140.212.82069诚24.97英国3232.135192321.20蒸2738意大利2608150.^3.171.72鬻慧2150韩国2088.057480.761.931瘻磁粪24.08中国11347371.771.945.88錦鹅i滋腸10.00”，］毋、i,“j“,表1一11998年部分国家的社会用电构成比例1.1.2牛活耗能与热泵在牛活耗能的总量当中，有相当大的部分和热泵系统有着直接或间接的关系，或者说家用热泵系统是牛活能源的主要利用装置。LAg8refrlctne.Ti197；ct

6、oilfigscand1C%aeftcondPublicHousing(1997)PrivateHousing)1937)Hetw工Srfx.Mi-21fte据来源港腿港能韜灑物请费炮-亠图1—2是香港地区1997年当地居民生活用能构成比例。从图中可以看出，空调(Spacccond)、冰箱(Ltg&rc行ig)的耗电是生活用能的主要部分，两者约占生活用能总量的38%(Pub1icHousing)〜4l%(PfivateHousing)家用空调和家用冰箱是典型的家用压缩式热泵系统。制取牛活热水用电也是牛:活用能的主要方面，占据

7、了牛活耗能总量的19%(Pub1icHousing)〜21%(PrivateHousing)o如果生活热水也由热泵热水器制取，那么空调、冰箱、热水三者的用电量总和就占了全部生活用能的47%〜62%，也就是说，有近一半以上的家庭生活用电是通过热泵系统利用的。因此，家用热泵系统的研究是牛活用电节能研究的关键，对家庭能源的合理开发与利用有着直接的促进作用，对整个社会的节能与坏保也有着重要的意义。§1・2空调热泵的发展1.2.1热泵空调在世界的发展热泵这个词最早在欧洲使用约在本世纪初。但就压缩式热泵理论來说，可追溯到1824年著名的

8、卡诺循坏的提出。19世纪初，人们对热能是否可泵送至较高温度发生了兴趣。英国物理学家焦耳论证了改变气体的压力能引起温度变化的原理。开尔文首先提出并描述了关于热泵的设想，但当时的技术基础使他没有可能设计出现代这样的热泵装置。直至本世纪20〜30年代，热泵有了较快发展。一方而，在这之前的工业技术