随着化石能源日益消耗以及环境问题不断加剧,节能减排已经成为可持续发展的重要议题。直膨式太阳能热泵技术与微通道换热器技术相结合,集成了两种技术的优点,使节能效果大大增强。本文利用现有的直膨式太阳能热泵机组微通道集热蒸发器结构数据和实验数据作为已知参数,进行一维热力特性和三维制冷剂分配特性仿真,研究微通道蒸发器在热泵系统中流动及换热特性,并改变参数进行对比分析,优化结构,提高蒸发器性能,主要内容如下:对现有直膨式太阳能热泵系统实验台的建立进行介绍,包括:系统结构及循环流程、系统各部件与整机的建立、系统实验数据采集及其控制。该实验台实现了控制压缩机开关与电子膨胀阀开度使其启动与保持稳定运行,并实时监控、采集和保存各测量参数。采用状态方程和多项式拟合法建立了 R290的热物性计算模型,用分布参数法建立了直膨式太阳能微通道蒸发器数学模型,利用Matlab编制了该蒸发器的一维仿真程序,探究了制冷剂在微通道集热蒸发器中的流动及换热特性。在稳定工况下,计算微通道蒸发器主要参数换热量为2288.5W,压降为98.23kPa,通过与实验数据对比发现,计算值与实验值误差均小于10%。研究了环境参数(太阳辐射、室外风速、环境温度)、不同流量以及流程内扁管数设计对蒸发器性能的影响。对微通道蒸发器中制冷剂分配特性进行三维仿真,利用商用软件CFD的可视化优势研究不同干度以及入口位置对制冷剂流量分配的影响。计算结果显示:干度的差异对制冷剂分配情况的影响微乎其微,而当蒸发器进口垂直于集流管中间位置的时制冷剂分配情况最好,不均匀度S比原结构低0.002。