寒冷地区太阳能变热流土壤蓄热特性研究
发布时间：2020-10-15 05:09
太阳能土壤源热泵系统是一种新型的节能环保供暖方式。但是在我国北部寒冷地区,建筑热负荷远大于冷负荷,随着系统的长期运行,不断地从土壤中提取热量,导致土壤温度难以恢复,久而久之形成土壤冷堆积现象,使系统的COP持续下降。为了解决这一问题,本文主要对寒冷地区太阳能变热流土壤蓄热特性进行了初步的研究。本文首先对太阳辐射和土壤传热理论进行了简单的介绍,给出了某倾斜面上太阳辐射强度计算公式,对现有的地埋管传热模型进行对比分析,选出了适合本课题研究的计算模拟方法。针对张家口地区的地质条件,对太阳能土壤源热泵系统中水平埋管方式的土壤蓄热特性进行研究。对寒冷地区的土壤温度、太阳辐射强度和水平蛇形地埋管换热器的蓄热特性进行了数据采集,并对实验结果进行了详细分析,得出了地埋管换热器的单位管长蓄热量和整个蓄热期的土壤温变情况。建立了太阳能变热流土壤蓄热系统的数值模型,利用FLUENT软件建立了由多层水平蛇形埋管组成的地埋管换热器的三维传热模型,并通过UDF功能编写太阳能集热系统模型程序,将其加载到地埋管换热器模型中,完成了太阳能变热流土壤蓄热的动态仿真。在实验工况下对寒冷地区多层水平地埋管换热器的蓄热特性进行了模拟研究,得出了单位管长蓄热量和土壤日总蓄热量随蓄热时间的变化情况,给出了蓄热末期不同深度土壤温度分布图。并将以上模拟结果和实验数据进行了对比分析,验证了所建立的太阳能变热流土壤蓄热模型的可行性和正确性。最后,通过模拟研究方法分析了土壤热物性、地埋管换热器结构(埋管间距、地埋管管径)和系统运行参数(地埋管入口水流速度、土壤蓄热启动温度)对土壤蓄热的影响。本文研究成果对寒冷地区太阳能土壤源热泵系统中多层水平蛇形埋管方式的应用提供了有益参考,对寒冷地区太阳能跨季节土壤蓄热的研究具有借鉴作用。
【学位单位】：河北建筑工程学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU83
【部分图文】：
河北建筑工程学院硕士学位论文建筑节能技术就引起了很多发达国家的重视，而我国却一直研究导致如今节能水平远远落后于发达国家。但这大大说明的节能研究空间巨大。景，积极寻找新的清洁能源（太阳能、地热能、核能）和提用效率已经成为解决这些问题的关键手段。我国地处北半太阳能资源丰富，如图（1-1）太阳能资源分布图所示，我为四类地区。大部分地区每年的日照时数超过 2000 小时，为 5852MJ/(m2·a)。因此，从很早以前对太阳能的利用就受追系
上太阳辐射必不可少的参数，其值可用下式计算得 -）coscos sin（-）sin（2-8）均距离时，地球大气上界垂直于太阳光线的单位面阳辐射通量，单位采用2kw/m 来表示。太阳常数的掌握了太阳辐射的衰减规律后就可以根据已知的太辐射量。太阳常数的数值早在 1956 年国际地球物82kw/m ，在 1971 年根据人造卫星和宇航飞船等高数定为 1.352kw/m ，近年来基于地基法测得的太阳射强度来表示。太阳辐射通过大气层时被吸收和散由
还要保证回填土壤的密实性，保证回填此采用线热源模型进行计算的结果相对误差较小。该 rqTTrTrrrTar 0(0,)2(,0)0 温度的分布计算式为： 040(,)(,)4(,)22rtrtdxxekqtrtrxl —为圆柱坐标系的径向坐标图 2-3 线热源法示意图Fig . 2 - 3 Schematic diagram of line heat source method
【参考文献】
本文编号：2841745
【学位单位】：河北建筑工程学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU83
【部分图文】：
河北建筑工程学院硕士学位论文建筑节能技术就引起了很多发达国家的重视，而我国却一直研究导致如今节能水平远远落后于发达国家。但这大大说明的节能研究空间巨大。景，积极寻找新的清洁能源（太阳能、地热能、核能）和提用效率已经成为解决这些问题的关键手段。我国地处北半太阳能资源丰富，如图（1-1）太阳能资源分布图所示，我为四类地区。大部分地区每年的日照时数超过 2000 小时，为 5852MJ/(m2·a)。因此，从很早以前对太阳能的利用就受追系
上太阳辐射必不可少的参数，其值可用下式计算得 -）coscos sin（-）sin（2-8）均距离时，地球大气上界垂直于太阳光线的单位面阳辐射通量，单位采用2kw/m 来表示。太阳常数的掌握了太阳辐射的衰减规律后就可以根据已知的太辐射量。太阳常数的数值早在 1956 年国际地球物82kw/m ，在 1971 年根据人造卫星和宇航飞船等高数定为 1.352kw/m ，近年来基于地基法测得的太阳射强度来表示。太阳辐射通过大气层时被吸收和散由
还要保证回填土壤的密实性，保证回填此采用线热源模型进行计算的结果相对误差较小。该 rqTTrTrrrTar 0(0,)2(,0)0 温度的分布计算式为： 040(,)(,)4(,)22rtrtdxxekqtrtrxl —为圆柱坐标系的径向坐标图 2-3 线热源法示意图Fig . 2 - 3 Schematic diagram of line heat source method
【参考文献】
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本文编号：2841745
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