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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:郭鴻泉
研究生(外文):Hung-Chuan Kuo
論文名稱:複合式多功能並聯熱回收空調機設計與分析
論文名稱(外文):Development and Analysis of Multi-function Heat
指導教授:駱文傑駱文傑引用關係
指導教授(外文):Win-Jet Luo
學位類別:碩士
校院名稱:國立勤益科技大學
系所名稱:冷凍空調系
學門:工程學門
學類:其他工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:89
中文關鍵詞:並聯系統熱回收熱泵週期控制
外文關鍵詞:parallel systemheat recoveryheat pumpDuty Control
相關次數:
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本研究的目的為回收廢熱作為一般熱水加熱時的預熱,不僅降低廢熱排至大氣也降低電熱、瓦斯……等消耗,進一步減少溫室效應的增長;此外本研究採用雙冷凝器並聯形式設計,利用新型態的管路設計及Duty Control的控制邏輯控制電磁閥來達到熱回收的目的,新系統將一般家用空調搭配板式熱交換器進行改裝,為儲水桶進行加熱,再以此為基礎搭配四通閥使本系統不只在室內供冷的情況下能回收廢熱製作熱水,更能在冬天使用暖氣時同時製造熱水,使本系統不只能在炎熱的夏天使用,更能在寒冷的冬天提供溫暖的暖氣及熱水;經實際測試,本系統在製作熱水時可達COP_h=3.77(冷氣模式)及COP_h=1.91(暖氣模式);在溫升極限測試之下測得80℃高溫,無熱水器下的加溫速率1.5℃⁄min搭配電熱水器更可達3.9℃⁄min;本系統可在2.57l⁄min的流量下達到穩定出水的流量。日後若應用在更大型的系統下,可回收更多的熱能,造福人群。
This study aimed to develop a heat recovery air conditioner to supply demand air conditions and reclaim the waste heat during the operation of the air conditioner. In addition to the conventional refrigerant piping in the air conditioner, a plate exchanger was designed to connect to the condenser and evaporator in parallel. While high pressure and high temperature refrigerant flows through the plate heat exchanger, the refrigerant flows can be cooled down and condensed by the cooling water flowing from the water tank, and the condensing heat in the exchanger can be absorbed by the cooling water and stored in the water tank. In this study, solenoid valves were installed in the piping and were used to adjust the refrigerant flow rates in the parallel connection pipes with a duty control logic method according to the water temperature in the tank. The multifunction heat recovery air conditioner possesses various operation modes. In summer, the air conditioner not only can supply demand cooling air into the air conditioning room but can reclaim the waste condensing heat through the plate heat exchanger simultaneously. In winter, it can also supply demand heating air into the indoor room and heat the water in the tank by reclaiming the waste condensing heat simultaneously. According to the experimental operating tests, the water heating performance efficiency of the air conditioner can reach to a value of 3.77 in summer operating mode, and in winter operating mode, the efficiency will be reduced to a value of 1.91.
中文摘要……………………………………………………………………i
英文摘要…………………………………………………………………ii
誌謝………………………………………………………………………iii
目錄………………………………………………………………………iv
表目錄……………………………………………………………………viii
圖目錄……………………………………………………………………x
符號說明…………………………………………………………………xiv
一、 緒論……………………………………………………………1
1.1前言………………………………………………………………1
1.2研究背景與動機…………………………………………………2
1.3文獻回顧…………………………………………………………5
1.4相關產品專利分析………………………………………………10
1.5研究目的…………………………………………………………26
1.6研究步驟及流程…………………………………………………27
二、熱泵系統基礎理論…………………………………………………28
2.1原理及理論………………………………………………………28
2.1.1卡諾循環…………………………………………………28
2.1.2逆卡諾循環………………………………………………29
2.2熱機與冷凍機原理………………………………………………29
2.2.1熱機………………………………………………………29
2.2.2冷凍機、熱泵………………………………………………31
2.2.3熱泵熱水器………………………………………………33
2.3常見的熱泵類型…………………………………………………35
2.3.1空氣源熱泵………………………………………………36
2.3.2水源熱泵…………………………………………………37
2.3.3地源熱泵…………………………………………………37
2.3.4太陽輻射源與大氣熱源型熱泵…………………………38
2.4熱泵熱水器之分類………………………………………………39
2.4.1直接加熱式熱泵熱水器…………………………………39
2.4.2循環加熱式熱泵熱水器…………………………………39
2.4.3靜態加熱式熱泵熱水器…………………………………39
2.4.4一體式熱泵熱水器………………………………………39
2.4.5分離式熱泵熱水器………………………………………39
2.5 Duty Control基礎理論…………………………………………40
三、研究方法與實驗設備………………………………………………41
3.1研究方法…………………………………………………………41
3.2系統原理介紹……………………………………………………42
3.2.1複合式空調機冷氣及暖氣運轉模式……………………45
3.2.2複合式空調機熱水運轉模式……………………………47
3.2.3複合式空調機夏天運轉模式(冷氣+熱水)………………49
3.2.4複合式空調機冬天運轉模式(暖氣+熱水) ……………51
3.3實驗系統規格……………………………………………………53
3.4實驗量測設備……………………………………………………60
3.5實驗系統架設……………………………………………………62
3.6實驗步驟…………………………………………………………66
四、實驗結果與討論……………………………………………………67
4.1測試計算公式……………………………………………………67
4.2冷氣模式性能數據分析…………………………………………69
4.2.1系統改裝完成性能分析(冷氣模式)………………………70
4.2.2系統溫升極限測試………………………………………74
4.2.3加溫速率測試……………………………………………75
4.2.4冷氣模式不同流量10分鐘放水…………………………76
4.3暖氣模式性能數據分析…………………………………………77
4.3.1系統改裝完成性能分析(暖氣模式)………………………78
4.3.2暖氣模式不同流量10分鐘放水………………………81
五、結論與後續研究建議………………………………………………82
5.1結論………………………………………………………………82
5.2後續研究建議……………………………………………………83
參考文獻…………………………………………………………………85

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