多功能热泵系统(Multi-functional Domestic Heat Pump, MDHP)是根据目前家用热泵的利用现状所提出的一种新型家用热泵综合利用方式,具有最高能源利用综合效率的MDHP系统可以明显降低建筑能耗,减少夏季环境热污染。本项目针对多功能热泵MDHP系统的系统构成及工况特性,对制冷工质两相区的流动传热机理,MDHP系统内制冷工质的动态迁移和空间分布规律,MDHP系统内工质定量与工况变化之间的矛盾,MDHP系统风冷冷凝器和热水换热器之间的热力学关系等基础问题进行研究,为MDHP系统的性能分析和优化设计提供指导性参考。
本课题在原定计划的基础上进行拓展,将多功能热泵系统与太阳能有机结合,建立了光伏太阳能多功能热泵系统(Photovoltaic Solar-assisted Multi-functional Domestic Heat Pump, PVSA-MDHP)和间接式太阳能多功能热泵系统(Indirect Expansion Solar-assisted Multi-functional Domestic Heat Pump, IESA-MDHP)等两套不同结构的实验系统,并对系统在各种不同的动态工况下的性能进行实验研究,结果显示系统具备优越的性能。本课题以分布参数法为基础,建立了光伏太阳能多功能热泵系统工质动态的流动传热模型,在模型中考虑蒸发器和冷凝器的压降对两相区中蒸发温度和冷凝温度的影响,以及压降对于工质的饱和温度,密度,比焓等物性参数的影响。根据该模型对系统的动态性能进行模拟计算,并与实验测试结果进行对比。结果显示,该模型能够准确预测系统的温度和压力分布、冷凝功率、压缩机功耗、COP、光电功率、光电效率等相关参数及系统性能指标。