季节性水池储热太阳能供暖系统运行调节研究

发布时间：2022-01-23 05:47

　　近年来,随着“煤改清洁能源”相关政策的实施,各地逐渐开始实行清洁能源供暖,人们对太阳能供热区域性发展越来越重视。“十三五”能源规划将太阳能供暖作为重点政策推广,应当把握时机深化季节性储热太阳能供暖理论和技术的研究,从而推进工程应用的发展和落实。目前我国季节性储热太阳能集中供暖（SDHS-SS）技术尚处于起步阶段,在方案论证、设计优化和运行调控等方面尚存在诸多问题,导致太阳能集中供暖系统投入运行后经常出现热能供需不平衡问题,造成热量浪费或供暖不达标现象。丹麦、德国等欧洲国家的季节性储热的太阳能集中供暖技术较为成熟,但由于人口密度、土地资源、建筑形式、供热模式等与我国有较大差异,不宜完全采纳,需结合国外经验,根据我国国情特点,深化相关技术的自主研究。本研究建立了一种以水池为季节性储热装置、以水源热泵为辅助热源的季节性储热太阳能集中供暖系统,通过系统各子系统的能量传输模型分析影响系统能效的关键参数,并针对季节性储热水池在供暖期的水温变化规律,为该系统提出合理的调节方案和控制策略,并以此为基础建立与系统对应的TRNSYS仿真模型。最后,结合前述理论研究以大连地区某工程为研究对象分析该系统的运行... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 季节性水池储热太阳能供暖技术研究现状
        1.2.1 集蓄配比对系统能效的影响
        1.2.2 储热水池换热特性及水温变化规律
        1.2.3 辅助热源形式及其能效
        1.2.4 SDHS-SS的运行控制
    1.3 本文的主要工作
        1.3.1 问题的提出
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
2 季节性水池储热太阳能供暖系统数学模型分析
    2.1 季节性水池储热太阳能供暖系统形式的提出
    2.2 太阳能集热器数学模型
        2.2.1 倾斜面上的太阳能总辐射照度
        2.2.2 集热器能效数学模型
    2.3 季节性储热温度分层水池数学模型
        2.3.1 季节性储热温度分层水池能量平衡方程
        2.3.2 地下储热水池周围土壤温度数学模型分析
    2.4 板式换热器数学模型
    2.5 水源热泵数学模型
    2.6 末端供暖管路数学模型
    2.7 系统能效关键影响参数分析
    2.8 本章小结
3 季节性水池储热太阳能供暖系统调节方案及控制策略分析
    3.1 SDHS-SS与常规供暖系统的对比
    3.2 非供暖期储热工况的控制策略
    3.3 供暖期储热工况的控制策略
    3.4 供暖期供暖工况SDHS-SS的调节方案及控制策略
        3.4.1 案例概况
        3.4.2 集中供热调节的基本方法
        3.4.3 间接供暖工况
        3.4.4 直接供暖工况
        3.4.5 水源热泵辅助供暖工况
    3.5 本章小结
4 季节性水池储热太阳能供暖系统TRNSYS模型搭建及验证
    4.1 SDHS-SS仿真模型的建立
        4.1.1 设备模块的设置
        4.1.2 控制模块的建立
        4.1.3 气象模块
        4.1.4 数据读取模块
        4.1.5 显示模块
        4.1.6 季节性水池储热太阳能供暖系统TRNSYS模型
    4.2 建模的关键问题及其解决方法
    4.3 TRNSYS仿真模型的验证
        4.3.1 TRNSYS模型验证
        4.3.2 偏差分析
    4.4 本章小结
5 季节性水池储热太阳能供暖系统运行特性的模拟分析
    5.1 模拟案例概况
        5.1.1 建筑模型
        5.1.2 气象条件
    5.2 太阳能供暖系统热负荷动态分析
        5.2.1 热负荷模拟条件
        5.2.2 热负荷计算结果与分析
    5.3 基于无交互正交试验法的SDHS-SS参数匹配分析
        5.3.1 SDHS-SS关键设计参数的设定
        5.3.2 基于无交互正交试验法的系统参数匹配分析
    5.4 SDHS-SS运行特性的模拟分析
        5.4.1 非供暖期储热工况的运行特性
        5.4.2 供暖期储热工况的运行特性
        5.4.3 供暖期供暖工况的运行特性
        5.4.4 系统运行能效分析
    5.5 环境效益
    5.6 本章小结
结论
展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]建筑能耗模拟用气象数据研究[J]. 杨柳,李红莲.  暖通空调. 2017(03)
[2]主动式太阳能供暖系统故障诊断与量化调试[J]. 王磊,朱长鸣.  暖通空调. 2017(01)
[3]跨季节水池储热太阳能供暖系统的运行调节分析[J]. 赵金玲,吕涟漪.  区域供热. 2016(06)
[4]中国太阳能热利用技术“十二五”进展与“十三五”展望[J]. 郑瑞澄,王敏,李博佳,张昕宇,何涛.  太阳能. 2016(05)
[5]基于能量分析和分析的太阳能热泵系统优化研究[J]. 曲世琳,彭莉,吴晓琼,胡甲国.  太阳能学报. 2015(10)
[6]辅助热源对主动式太阳能供暖系统节能性的影响[J]. 于国清,周继瑞.  暖通空调. 2015(05)
[7]GB/T19409-2013《水（地）源热泵机组》国家标准解析[J]. 马金平,钟瑜,程立权,范欢欢,蔡松素,刘杰.  制冷技术. 2015(02)
[8]太阳能采暖水箱温度分层的仿真分析[J]. 薛英霞,徐晨辉.  建筑热能通风空调. 2014(02)
[9]主动式太阳能供暖系统的研究现状综述[J]. 李婷,康侍民,陈静.  制冷与空调(四川). 2013(06)
[10]主动式太阳能供暖系统保证率定量分析[J]. 王岳人,毛宏迪,宋延丽.  沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2013(06)

博士论文
[1]季节性蓄热太阳能—土壤耦合热泵系统运行特性及优化[D]. 王潇.哈尔滨工业大学 2011

硕士论文
[1]太阳能热水蓄热采暖系统优化设计研究[D]. 王选.中国建筑科学研究院 2010
[2]供暖系统连接形式、调节方式及热媒输送能耗分析[D]. 宁太刚.哈尔滨工业大学 2009



本文编号：3603725