严寒地区空气源结合水源耦合式热泵系统的应用研究
发布时间：2022-12-08 00:48
我国传统供暖方式存在低效、高耗能、环境污染严重等多种弊端,因此,国家大力提倡发展热泵技术,热泵系统具有节能、清洁、高效等多种优点。近年来,空气源热泵在我国部分地区被广泛应用,但在较为严寒的地区使用还存在诸多问题。因此,需要改良空气源热泵技术,扩大空气源热泵应用范围,满足热泵在严寒地区的制热需求。本文提出空气源结合水源双级耦合热泵供热系统,以较为严寒的酒泉地区实际建筑为供热对象,并就双级耦合式供热系统和单/双级切换式供热系统的运行控制方案分别进行了分析研究,基于TRNSYS软件模拟平台建立了系统仿真模型,进行了系统的运行工况数值模拟和结果分析,模拟结果得到了实测数据的验证。最后,基于PSO算法,对单/双级切换式系统进行了优化,并进行了经济效益分析和节能环保效益分析。本文主要研究任务和内容如下:1.以酒泉当地实际建筑为模拟对象,利用TRNSYS软件搭建了建筑热负荷计算模型;对整个供暖季的建筑热负荷进行了模拟,为后文系统的设计提供了热负荷依据。2.基于双级耦合热泵系统的两种运行模式,利用TRNSYS软件搭建了两种系统仿真模型;对两个系统进行模拟分析,对于双级耦合式系统,研究了中间水箱水温对系...
【文章页数】：82 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
1.1.1 我国能源问题
1.1.2 我国环境问题
1.1.3 我国传统供暖方式
1.1.4 热泵系统简介
1.2 国内外研究进展
1.3 本课题研究内容
2 空气源/水源双级耦合热泵系统的原理分析
2.1 两种热泵单独运行存在的问题
2.1.1 空气源热泵存在的问题
2.1.2 水源热泵存在的问题
2.2 空气源热泵与水源热泵的互联方式
2.3 空气源/水源双级耦合热泵系统
2.3.1 双级耦合热泵系统的组成环节
2.3.2 双级耦合热泵系统的运行模式
2.4 本章小结
3 建筑热负荷模拟
3.1 严寒地区气候特点
3.2 TRNBuild程序简介
3.3 建筑模型的建立
3.3.1 建筑概况
3.3.2 建筑几何模型
3.3.3 建筑围护结构基本参数及室内设计参数
3.4 建筑热负荷模拟
3.4.1 气象数据的读取
3.4.2 建筑热负荷计算模型
3.4.3 模拟结果分析
3.5 本章小结
4 空气源/水源双级耦合热泵系统的仿真模拟与结果分析
4.1 系统设备的选型
4.2 系统关键模块的描述及设置
4.2.1 空气源热泵
4.2.2 水源热泵
4.2.3 循环水泵
4.2.4 蓄热水箱
4.2.5 控制器
4.2.6 地暖盘管
4.2.7 其余辅助模块
4.3 双级耦合式系统仿真模型的建立及其运行方案对比
4.3.1 系统仿真模型的建立与组态
4.3.2 基于不同控制方案下的系统运行结果比较
4.4 单/双级切换式系统仿真模型的建立及其运行结果
4.5 两系统最优工况对比分析
4.6 双级耦合热泵系统与单空气源热泵系统的模拟对比分析
4.7 双级耦合热泵系统在严寒地区的适用性分析
4.7.1 模拟结果与实测结果的比较
4.7.2 双级耦合热泵系统在其他严寒地区的适用性
4.8 本章小结
5 基于PSO算法的空气源/水源双级耦合热泵系统优化以及系统效益分析
5.1 PSO算法概述
5.1.1 优化问题与群体智能
5.1.2 PSO算法
5.2 TRNSYS与 Gen Opt的结合应用
5.2.1 Gen Opt简介
5.2.2 Gen Opt与系统仿真模型的互联
5.3 系统优化计算及其结果分析
5.3.1 优化变量和目标函数
5.3.2 优化结果分析
5.4 系统经济效益分析
5.5 系统节能和环保效益分析
5.5.1 节能效益分析
5.5.2 环保效益评估
5.6 本章小结
结论
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]以能源转型推动经济高质量发展[J]. 杜祥琬. 中国石油企业. 2019(10)
[2]空气-水热泵供暖系统设计中常见问题[J]. 马最良. 暖通空调. 2018(07)
[3]中国雾霾天气成因及防治对策的系统思考[J]. 赵建平,姚天雨,王明虎,刘鹏. 系统科学学报. 2018(03)
[4]R410A/R134a双级耦合热泵系统最优中间水温实验研究[J]. 王驿凯,田艳龙,金磊,曹锋. 西安交通大学学报. 2018(07)
[5]基于粒子群优化算法的透射滤光片设计[J]. 高健,王庆康,王丹燕. 激光技术. 2018(05)
[6]基于粒子群算法的太阳能-双热源热泵供暖系统优化[J]. 王威,冯炼,孙亮亮,李雨潇. 制冷与空调(四川). 2017(03)
[7]空气源/污水源复合热泵系统设计与应用[J]. 胡鹏,王铁军,李继萍,徐维,夏兴祥. 制冷学报. 2017(03)
[8]冷热电联供与水蓄能耦合利用系统研究[J]. 赵静,杨洪海,叶大法,秦伟春. 节能技术. 2016(02)
[9]喷气增焓双级耦合热泵的设计与热力学分析[J]. 马龙,刘泽华,张小红,张超. 建筑热能通风空调. 2016(02)
[10]清洁能源——水蓄能与水源热泵技术耦合系统在建筑中应用[J]. 孙宏伟. 中国洗涤用品工业. 2015(11)
博士论文
[1]粒子群优化算法及差分进行算法研究[D]. 张庆科.山东大学 2017
[2]粒子群优化算法及其应用研究[D]. 盛歆漪.江南大学 2015
[3]粒子群优化算法的改进及应用研究[D]. 刘逸.西安电子科技大学 2013
[4]单、双级耦合热泵系统故障分析与诊断研究[D]. 王洋.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]兰州地区串、并联式太阳能空气源热泵供热系统性能的数值研究与分析[D]. 李海林.兰州理工大学 2019
[2]严寒地区空气源热泵与水源热泵互联供热方式的应用研究[D]. 冯凯.兰州交通大学 2019
[3]空气源热泵采暖技术在寒冷地区的应用研究[D]. 陈少杰.山东建筑大学 2017
[4]复叠式中高温空气源热泵系统的特性研究[D]. 赵跃.南京理工大学 2016
[5]基于TRNSYS的遵义某高校地源热泵系统运行模拟分析[D]. 彭新东.重庆大学 2015
[6]中国大气污染与防治问题研究[D]. 杨清.山东大学 2015
[7]基于TRNSYS的复合能源系统运行策略寻优模块的构建[D]. 李倩如.天津大学 2014
[8]船用双级耦合热泵系统的性能分析与综合评价[D]. 付旺.哈尔滨工程大学 2012
[9]关于投资回收期法在不同行业使用情况的探讨[D]. 吴文佳.首都经济贸易大学 2008
本文编号：3713202
【文章页数】：82 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
1.1.1 我国能源问题
1.1.2 我国环境问题
1.1.3 我国传统供暖方式
1.1.4 热泵系统简介
1.2 国内外研究进展
1.3 本课题研究内容
2 空气源/水源双级耦合热泵系统的原理分析
2.1 两种热泵单独运行存在的问题
2.1.1 空气源热泵存在的问题
2.1.2 水源热泵存在的问题
2.2 空气源热泵与水源热泵的互联方式
2.3 空气源/水源双级耦合热泵系统
2.3.1 双级耦合热泵系统的组成环节
2.3.2 双级耦合热泵系统的运行模式
2.4 本章小结
3 建筑热负荷模拟
3.1 严寒地区气候特点
3.2 TRNBuild程序简介
3.3 建筑模型的建立
3.3.1 建筑概况
3.3.2 建筑几何模型
3.3.3 建筑围护结构基本参数及室内设计参数
3.4 建筑热负荷模拟
3.4.1 气象数据的读取
3.4.2 建筑热负荷计算模型
3.4.3 模拟结果分析
3.5 本章小结
4 空气源/水源双级耦合热泵系统的仿真模拟与结果分析
4.1 系统设备的选型
4.2 系统关键模块的描述及设置
4.2.1 空气源热泵
4.2.2 水源热泵
4.2.3 循环水泵
4.2.4 蓄热水箱
4.2.5 控制器
4.2.6 地暖盘管
4.2.7 其余辅助模块
4.3 双级耦合式系统仿真模型的建立及其运行方案对比
4.3.1 系统仿真模型的建立与组态
4.3.2 基于不同控制方案下的系统运行结果比较
4.4 单/双级切换式系统仿真模型的建立及其运行结果
4.5 两系统最优工况对比分析
4.6 双级耦合热泵系统与单空气源热泵系统的模拟对比分析
4.7 双级耦合热泵系统在严寒地区的适用性分析
4.7.1 模拟结果与实测结果的比较
4.7.2 双级耦合热泵系统在其他严寒地区的适用性
4.8 本章小结
5 基于PSO算法的空气源/水源双级耦合热泵系统优化以及系统效益分析
5.1 PSO算法概述
5.1.1 优化问题与群体智能
5.1.2 PSO算法
5.2 TRNSYS与 Gen Opt的结合应用
5.2.1 Gen Opt简介
5.2.2 Gen Opt与系统仿真模型的互联
5.3 系统优化计算及其结果分析
5.3.1 优化变量和目标函数
5.3.2 优化结果分析
5.4 系统经济效益分析
5.5 系统节能和环保效益分析
5.5.1 节能效益分析
5.5.2 环保效益评估
5.6 本章小结
结论
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]以能源转型推动经济高质量发展[J]. 杜祥琬. 中国石油企业. 2019(10)
[2]空气-水热泵供暖系统设计中常见问题[J]. 马最良. 暖通空调. 2018(07)
[3]中国雾霾天气成因及防治对策的系统思考[J]. 赵建平,姚天雨,王明虎,刘鹏. 系统科学学报. 2018(03)
[4]R410A/R134a双级耦合热泵系统最优中间水温实验研究[J]. 王驿凯,田艳龙,金磊,曹锋. 西安交通大学学报. 2018(07)
[5]基于粒子群优化算法的透射滤光片设计[J]. 高健,王庆康,王丹燕. 激光技术. 2018(05)
[6]基于粒子群算法的太阳能-双热源热泵供暖系统优化[J]. 王威,冯炼,孙亮亮,李雨潇. 制冷与空调(四川). 2017(03)
[7]空气源/污水源复合热泵系统设计与应用[J]. 胡鹏,王铁军,李继萍,徐维,夏兴祥. 制冷学报. 2017(03)
[8]冷热电联供与水蓄能耦合利用系统研究[J]. 赵静,杨洪海,叶大法,秦伟春. 节能技术. 2016(02)
[9]喷气增焓双级耦合热泵的设计与热力学分析[J]. 马龙,刘泽华,张小红,张超. 建筑热能通风空调. 2016(02)
[10]清洁能源——水蓄能与水源热泵技术耦合系统在建筑中应用[J]. 孙宏伟. 中国洗涤用品工业. 2015(11)
博士论文
[1]粒子群优化算法及差分进行算法研究[D]. 张庆科.山东大学 2017
[2]粒子群优化算法及其应用研究[D]. 盛歆漪.江南大学 2015
[3]粒子群优化算法的改进及应用研究[D]. 刘逸.西安电子科技大学 2013
[4]单、双级耦合热泵系统故障分析与诊断研究[D]. 王洋.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]兰州地区串、并联式太阳能空气源热泵供热系统性能的数值研究与分析[D]. 李海林.兰州理工大学 2019
[2]严寒地区空气源热泵与水源热泵互联供热方式的应用研究[D]. 冯凯.兰州交通大学 2019
[3]空气源热泵采暖技术在寒冷地区的应用研究[D]. 陈少杰.山东建筑大学 2017
[4]复叠式中高温空气源热泵系统的特性研究[D]. 赵跃.南京理工大学 2016
[5]基于TRNSYS的遵义某高校地源热泵系统运行模拟分析[D]. 彭新东.重庆大学 2015
[6]中国大气污染与防治问题研究[D]. 杨清.山东大学 2015
[7]基于TRNSYS的复合能源系统运行策略寻优模块的构建[D]. 李倩如.天津大学 2014
[8]船用双级耦合热泵系统的性能分析与综合评价[D]. 付旺.哈尔滨工程大学 2012
[9]关于投资回收期法在不同行业使用情况的探讨[D]. 吴文佳.首都经济贸易大学 2008
本文编号：3713202
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/3713202.html
