独立光伏海水源空调系统优化匹配与方案对比研究

发布时间：2020-09-18 18:23

　　 太阳能是一种可再生能源,有着清洁、价格低廉和范围广泛的优点。海水源热泵将海水作为冷热源,仅通过少量的电能输入达到为建筑供热或制冷的目的,有利于对资源的高效利用以及可持续发展。对于我国常规能源缺乏的诸多偏远海岛,太阳能和海水资源的利用对缓解紧张的能源局势及减轻常规能源消耗,促进建筑节能起到极其重要的作用。独立光伏海水源空调系统综合了太阳能光伏发电、能源自持型空调及海水源热泵三项技术,不依赖电网、燃煤、燃油、天然气等常规能源,可以实现能量的自给自足。在白天光照充足的情况下,海水源空调系统运行所需的电能全部直接来源于光伏发电,而将盈余发电量直接蓄存或驱动制冰机组制冰蓄存来满足白天光照不足及夜间无光照时建筑的冷负荷需求。因此本文提出了系统的两种蓄能方式——蓄电和蓄冰,介绍了两种形式系统的组成部分,分析了两种系统的工作原理和流程。分别建立了海水源空调机组、光伏发与蓄电装置及冰蓄冷装置的数学模型,以500kW冷负荷模块为基准,在设定工况下得到了两种系统制冷机组、空调末端及光伏发与蓄电装置等关键设备之间的规模优化匹配关系,分析了两种系统的运行性能,并以典型日为例分别阐述了蓄电式和蓄冰式海水源空调系统的全天运行控制策略。对两种不同蓄能方式的独立光伏海水源空调系统从系统能效比、太阳能光伏板面积、设备占地面积和系统经济性四个方面进行了对比分析,结果表明在系统能效比上,蓄电式空调系统EER值为3.41,高于蓄冰式系统的1.14;在太阳能光伏板面积上,蓄冰式空调系统约为蓄电式系统的1.24倍;在设备的占地面积上,蓄冰式空调系统占地面积约为蓄电式系统的7.8倍;而在系统经济性方面,蓄冰式空调系统所需投资比蓄电式系统节省约22.4%。因此在系统能效比、太阳能光伏板面积、设备占地面积三个方面,独立光伏蓄电式海水源空调系统均要优于独立光伏蓄冰式海水源空调系统;而在系统经济性方面,则是蓄冰式海水源空调系统具有明显的优势。本文的研究结论可作为该地区建筑空调设计建设的理论参考。
【学位单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU831.3
【部分图文】：

图 2.3 太阳能电池的伏安特性曲线可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅、碲化镉表 2.1 光伏电池主要优缺点率 实验室效率 优点 6% 25% 效率高、技术成熟 4% 20% 效率较高、技术成熟 % 13% 弱光效应好、成本低 % 15.8% 弱光效应好、成本低 % 15.3% 弱光效应好、成本低 度不足的情况下，光伏发电系统提供给负

建筑三维效果图

将结果以 500kW 冷负荷模块为基准表示并得到空调系统总能耗变化如图4.4 所示。图 4.2 建筑平面图大型科学考察仪器陈列室 实验室洗手间 精密仪器设备用房 值班室洗手间 普通宿舍办公室后勤室专家公寓 办公室学术讨论室一层平面图二层平面图上 上下 下36006401906402502395002503600 4200 3900 3900 7800 3900 3900 3900 3900239002503600 4200 3900 3900 4200 3600实验室 实验室 实验室门厅实验室 实验室 实验室 实验室专家公寓专家公寓 专家公寓

【参考文献】

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1 吴春旭;吴必军;叶寅;;海洋热能利用进展[J];新能源进展;2014年06期

2 郭铁明;刘硕;辛建华;;地源热泵与冰蓄冷在公建中的方案初探[J];低温建筑技术;2014年05期

3 周敏;杨春方;;蓄冷技术的应用及冰蓄冷工程的优化设计[J];电力需求侧管理;2013年05期

4 吕光昭;李勇;代彦军;王如竹;;独立光伏空调系统冬季采暖性能分析[J];太阳能学报;2013年07期

5 黄琴;朱友才;;某冰蓄冷空调机房的优化控制与节能运行方案[J];建筑热能通风空调;2013年04期

6 李君;;冰蓄冷系统优化控制策略的数学模型研究[J];天津建设科技;2013年02期

7 吕光昭;李勇;代彦军;王如竹;;太阳能制冷讲座(11) 太阳能光伏制冷技术(下)[J];太阳能;2011年05期

8 吕光昭;李勇;代彦军;王如竹;;太阳能光伏制冷技术(上)[J];太阳能;2011年03期

9 孙莹;孙艳秀;;制冷压缩机机壳散热研究[J];制冷空调与电力机械;2010年04期

10 射场本忠彦;百田真史;李筱玫;;日本蓄冷(热)空调系统的发展与最新业绩[J];暖通空调;2010年06期

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1 胡松涛;王婧倩;尹慧慧;;海水源热泵取水管线经济比摩阻的优化[A];山东土木建筑学会热能动力专业委员会第13届学术交流会论文集[C];2010年

相关博士学位论文 前3条

1 俞洁;用于海水源热泵系统的抛管式换热器优化研究[D];天津大学;2012年

2 刘雪玲;海水源热泵系统相关设备传热研究[D];天津大学;2011年

3 吴君华;渗滤取水技术在海水源热泵系统中的应用研究[D];天津大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 吴云诗;海水源热泵用毛细管前端换热器的应用研究[D];青岛理工大学;2015年

2 贾轶卓;光伏电驱动冰蓄冷空调系统控制电路设计[D];大连理工大学;2015年

3 王良健;某冰蓄冷空调系统的设计及其经济性分析[D];南京师范大学;2014年

4 吕光昭;独立光伏空调系统的研究[D];上海交通大学;2012年

5 王婧倩;青岛地区海水源热泵应用规划的关键问题研究[D];青岛理工大学;2010年

6 俞洁;用于海水源热泵系统的海水—乙二醇溶液抛管式换热器设计[D];天津大学;2009年

7 张文奏;冰蓄冷空调系统经济性分析[D];太原理工大学;2009年

8 叶燕琴;小型蓄能空调系统蓄热及U型盘管传热研究[D];华中科技大学;2008年

9 王丽娜;蓄冰盘管传热性能研究与冰蓄冷系统经济性分析[D];河北工业大学;2007年

10 王贵明;电动车动力蓄电池实验建模研究[D];北方工业大学;2003年

本文编号：2822005