严寒地区太阳能与土壤源热泵耦合技术的分析与研究

发布时间：2018-10-05 19:29

【摘要】：建筑节能已越来越多的被人们所知道与重视。在能源形势日益严峻的今天,建筑节能的地位越发凸显。太阳能是一种清洁的可持续性发展的能源,土壤源热泵则是一种利用土壤低品位能的热泵技术。太阳能与土壤源热泵相耦合,既能实现能量的高效利用,又可弥补两种能源各自的缺点与不足。具有很大的节能潜力。本文介绍了一种太阳能土壤源热泵耦合系统,在冬季运用土壤源热泵来进行建筑物供暖,太阳的辐射能提供全年生活热水供应,并在夏季辐射较强的时间进行土壤蓄热,来弥补土壤源热泵长期运行所导致的土壤温度变化。既实现了太阳能的换季利用,也提高了土壤源热泵的适用性。本文利用伊春地区已建的太阳能土壤源热泵耦合系统实际项目,针对严寒地区冬季室外温度低,供暖时间长,热负荷较大的情况,进行了太阳能土壤源热泵耦合系统应用,并对系统实际采暖季运行工况进行了全程测试。根据实际情况选定了测试对象与测试方法,对太阳辐射强度、蓄热水箱温度、地埋管系统供回水温度、热泵机组供回水温度,系统流量、室内温度等相关参数进行了采暖季运行工况监测,并对太阳能热水系统、土壤源热泵系统实际运行状况进行了分析。在实验研究的基础上,本文利用TRNSYS软件进行了太阳能土壤源热泵耦合系统的模拟分析,通过从实际测试中得到的数据进行部件参数选择与模型建立。通过对模拟蓄热水箱温度及太阳能保证率的变化来分析系统的运行状况与性能,并对系统持续运行状态下,土壤温度的年变化规律进行分析,来说明土壤的热平衡型问题。最后以太阳能集热器面积为例说明了系统优化与改进的方向与手段。为后续的研究奠定了一定基础。
[Abstract]:Building energy conservation has been more and more known and valued by people. In the energy situation is increasingly serious today, the status of building energy conservation is more and more prominent. Solar energy is a kind of clean and sustainable energy, and ground source heat pump is a kind of heat pump technology which uses low grade energy. The coupling of solar energy and ground-source heat pump can not only realize the efficient utilization of energy, but also make up for the shortcomings and shortcomings of the two kinds of energy. It has great energy saving potential. In this paper, a solar ground-source heat pump coupling system is introduced. In winter, ground-source heat pump is used for building heating. Solar radiation can provide domestic hot water supply throughout the year, and soil heat storage is carried out at the time of strong radiation in summer. To compensate for the ground temperature change caused by the long-term operation of the ground source heat pump. It not only realizes the use of solar energy in different seasons, but also improves the applicability of ground source heat pump. Based on the actual project of solar ground-source heat pump coupling system in Yichun area, the application of solar ground-source heat pump coupling system is carried out in the severe winter, where the outdoor temperature is low, the heating time is long and the heat load is large. And the actual heating season operating conditions of the system was tested. According to the actual situation, the test objects and methods are selected. The solar radiation intensity, the temperature of the storage tank, the temperature of the backwater supply of the buried pipe system, the temperature of the backwater supply of the heat pump unit and the flow rate of the system are selected. Indoor temperature and other related parameters are monitored during heating season, and the actual operating conditions of solar hot water system and ground source heat pump system are analyzed. On the basis of experimental research, the coupling system of solar ground-source heat pump is simulated and analyzed by using TRNSYS software. Through the data obtained from the actual test, the component parameters are selected and the model is established. The operation and performance of the system are analyzed by the variation of simulated storage tank temperature and solar energy guarantee rate, and the annual variation law of soil temperature is analyzed in order to explain the problem of soil thermal balance. Finally, the area of solar collector is taken as an example to illustrate the direction and means of system optimization and improvement. It lays a foundation for further research.
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU83

【共引文献】

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本文编号：2254596