摘 要：由于太阳能的间歇性，在夜间和连续阴雨天太阳能热泵热水器会无法正常工作。为了解决这个问题，我们设想将太阳能热泵技术与蓄能技术结合起来，从而设计出一种集热蓄能蒸发一体化太阳能热泵热水器，来提高热水器的工作稳定性。该系统将太阳能集热器、蓄能容器以及热泵系统的蒸发器集于一体，减少了现有蓄能型太阳能热泵系统多级中间换热的热损失及制造成本。在这里，我们主要针对集热蓄能蒸发器内的相变物理传热过程进行研究，通过建立热量传递过程的物理模型及fluent软件的模拟分析，来分析集热蓄能蒸发器中的热传递规律。另外，通过对各种相变蓄能材料的研究和分析以及对耗能的分析，来选择出最合适的材料用于本研究。对于该方案，虽然初投资费用有所提高，但是该系统无论是在节能还是在节约运行费用方面都优于市场上的各种热水器，和现有的蓄能型太阳能热泵热水器相比则降低了成本，简化了系统，提高了运行可靠性，具有十分广阔的应用前景。
关键词：太阳能，集热蓄能蒸发一体化，fluent模拟分析，相变材料
该方案具有集热储热量大和系统运行效率高的优点，冬季供热系数能达到5.0以上，这可以大大提高能源利用率和保障热水器稳定地工作。虽然在初投资费用上有所提高，但是在节能和节约费用等方面都优于市场上现有的各类热水器。与现有的太阳能热泵热水器相比，该方案简化了系统，提高了运行的稳定性，从而降低了成本。可有效解决现有太阳能热水器阴雨天不能正常工作的弊端，实现太阳能热水器高效、全天候、稳定地运行，具有十分广阔的应用前景，符合我国节能减排的政策，将会产生巨大的经济和社会效益。
1)通过能耗计算和经济性分析，可以得出一体化太阳能热泵热水器耗能最少，最节能。
2)通过建立集热蓄能蒸发器热量传递过程的数学模型，研究总结出蒸发器中的热传递规律和相变材料的温度分布规律，通过对试验和模拟的对比，得出试验和模拟基本吻合，太阳辐射等因素对装置的性能有一定影响，也为以后的优化打下基础。
3)通过对各种相变蓄能材料的性能研究，结合本试验的实际，最后决定采用癸酸作为此方案的相变蓄能材料。
