风热机组建模仿真及选型设计
发布时间：2021-07-22 08:03
能源和环境问题21世纪人类迫切需要解决的两大问题。发展高效的清洁能源供暖技术代替传统燃煤锅炉供暖的需求应运而生,利用风力直接驱动热泵系统供暖技术,由于其清洁无污染、占地少,与利用其他清洁能源供暖,如地热、太阳能、生物质能等相比,具有投资运行成本灵活、单位热价低、能量转换效率高等优势,受到了科学家们的关注。目前,国内外对利用风力直接驱动热泵供暖这种新型清洁供暖形式的相关研究较少,对利用风力直接驱动热泵供暖这种新型供暖技术,集中于小型垂直轴风力机驱动小型热泵制热的实验方面的研究,对于大型水平轴风力机直接驱动大型热泵系统供暖的相关研究处于空白。本论文基于课题组提出的“风热机组”创新概念,对大型水平轴风力机直接驱动热泵系统供暖进行了系统性的建模和仿真,针对风热机组系统建模的相关问题从风力机的动气动力学理论、系统的传动链数学模型、热泵压缩机的物理模型等方面进行了研究,主要内容包括:基于风力机常用的叶素动量理论的风力机叶轮空气动力学计算方法,应用美国NREL实验室开发的Aerodyn Fast仿真平台,在此基础之上与Matlab Simulink结合,编制计算分析程序,作为大型水平轴风热机组的空气...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所)北京市
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
我国年平均风速分布
第一章引言13从时间分布上分析，以辽宁省为例（图1.2[10]），该图展示了辽宁省平均风速的季节变化。由图可以看出平均风速的季节性差异十分明显，从全省的平均风速看，冬春季节(11-4月)的平均风速处于较高的水平，夏秋季节(6-10月)的平均风速处于较低的水平。因此，冬春季节平均风速高，风力资源丰富不仅仅是辽宁省，更是我国北方地区的一个主要气候特征。因此，可以看出我国北方地区风能资源利用的最佳时期和我国北方地区采暖期恰好重合。图1.2辽宁省平均风速月变化Figure1.2MonthlyvariationofaveragewindspeedinLiaoningprovince图1.3辽宁省平均风速日变化Figure1.3DailyvariationofaveragewindspeedinLiaoningprovince辽宁省风速日变化如图1.3所示，平均风速的日变化特征也十分明显。从整天的平均风速看，白天的平均风速明显大于夜间。从图中可知,平均风速从清晨7时开始逐渐增大,在午后14时平均风速达到最大值,之后平均风速开始迅速减弱,平均风速最弱的阶段式凌晨3时到6时。风能资源较利用的最好的时间段是10-19时这一段时间。这恰好和上班工作的时间段大致重合，与大规模的建筑采暖负荷相符[11-13]。综上所述，我国北方地区秋冬季节夜间风能资源是最丰富的，而这也
第一章引言13从时间分布上分析，以辽宁省为例（图1.2[10]），该图展示了辽宁省平均风速的季节变化。由图可以看出平均风速的季节性差异十分明显，从全省的平均风速看，冬春季节(11-4月)的平均风速处于较高的水平，夏秋季节(6-10月)的平均风速处于较低的水平。因此，冬春季节平均风速高，风力资源丰富不仅仅是辽宁省，更是我国北方地区的一个主要气候特征。因此，可以看出我国北方地区风能资源利用的最佳时期和我国北方地区采暖期恰好重合。图1.2辽宁省平均风速月变化Figure1.2MonthlyvariationofaveragewindspeedinLiaoningprovince图1.3辽宁省平均风速日变化Figure1.3DailyvariationofaveragewindspeedinLiaoningprovince辽宁省风速日变化如图1.3所示，平均风速的日变化特征也十分明显。从整天的平均风速看，白天的平均风速明显大于夜间。从图中可知,平均风速从清晨7时开始逐渐增大,在午后14时平均风速达到最大值,之后平均风速开始迅速减弱,平均风速最弱的阶段式凌晨3时到6时。风能资源较利用的最好的时间段是10-19时这一段时间。这恰好和上班工作的时间段大致重合，与大规模的建筑采暖负荷相符[11-13]。综上所述，我国北方地区秋冬季节夜间风能资源是最丰富的，而这也
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于φ型垂直轴风力机的风力致热装置设计[J]. 金浩,胡以怀,张华武,冯是全,朱冰. 上海节能. 2018(10)
[2]华北地区农村清洁供暖方式适用性研究[J]. 王惠,李义强,田拥军,王彬彬,潘俊,王典. 建筑节能. 2018(03)
[3]变频螺杆式压缩机性能计算的数学模型及试验验证[J]. 商萍君. 制冷与空调. 2018(01)
[4]工业制冷系统压缩机选型[J]. 杨永光,邢桂坤,范吉全. 化工设备与管道. 2017(06)
[5]冬季供暖导致雾霾?来自华北城市面板的证据[J]. 陈强,孙丰凯,徐艳娴. 南开经济研究. 2017(04)
[6]垂直轴风力机直驱热泵压缩机匹配特性研究[J]. 赵斌,马海鹏,汪建文,钟晓晖. 东北农业大学学报. 2017(06)
[7]我国风电清洁能源供暖项目的可行性浅析[J]. 刘伟伟,史薇薇. 数码设计. 2017(04)
[8]我国风能致热技术及系统关键设备的研究进展[J]. 张超,李俊瑞,何静昆,刘涛,任毅,张祚福. 能源工程. 2016(04)
[9]办公建筑间歇采暖热负荷简化计算研究[J]. 武雅琼,刘艳峰,马超. 建筑热能通风空调. 2016(06)
[10]基于新型生物质柴灶的热水供暖系统应用[J]. 宁美玲,袁鹏丽,赵昕,王宗山,端木琳. 制冷与空调(四川). 2015(06)
博士论文
[1]风力发电机组系统建模与仿真研究[D]. 金鑫.重庆大学 2007
[2]变速恒频风力发电关键技术研究[D]. 卞松江.浙江大学 2003
硕士论文
[1]风能热泵直接制热系统建模与仿真研究[D]. 韩帅.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2018
[2]一种完全基于风能的供暖系统的基础研究[D]. 彭国勋.西南科技大学 2015
[3]风力发电仿真系统建模与开发[D]. 杨天治.北京化工大学 2013
[4]风电与压缩式热泵结合的研究[D]. 贾慧.华北电力大学 2013
[5]汽车空调制冷系统匹配研究[D]. 曲军.东北大学 2011
[6]螺杆压缩机变工况工作过程模拟和性能分析[D]. 王红.辽宁工程技术大学 2007
[7]风力机控制状态和过程的仿真模拟研究及软件开发[D]. 郑存家.汕头大学 2006
本文编号：3296769
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所)北京市
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
我国年平均风速分布
第一章引言13从时间分布上分析，以辽宁省为例（图1.2[10]），该图展示了辽宁省平均风速的季节变化。由图可以看出平均风速的季节性差异十分明显，从全省的平均风速看，冬春季节(11-4月)的平均风速处于较高的水平，夏秋季节(6-10月)的平均风速处于较低的水平。因此，冬春季节平均风速高，风力资源丰富不仅仅是辽宁省，更是我国北方地区的一个主要气候特征。因此，可以看出我国北方地区风能资源利用的最佳时期和我国北方地区采暖期恰好重合。图1.2辽宁省平均风速月变化Figure1.2MonthlyvariationofaveragewindspeedinLiaoningprovince图1.3辽宁省平均风速日变化Figure1.3DailyvariationofaveragewindspeedinLiaoningprovince辽宁省风速日变化如图1.3所示，平均风速的日变化特征也十分明显。从整天的平均风速看，白天的平均风速明显大于夜间。从图中可知,平均风速从清晨7时开始逐渐增大,在午后14时平均风速达到最大值,之后平均风速开始迅速减弱,平均风速最弱的阶段式凌晨3时到6时。风能资源较利用的最好的时间段是10-19时这一段时间。这恰好和上班工作的时间段大致重合，与大规模的建筑采暖负荷相符[11-13]。综上所述，我国北方地区秋冬季节夜间风能资源是最丰富的，而这也
第一章引言13从时间分布上分析，以辽宁省为例（图1.2[10]），该图展示了辽宁省平均风速的季节变化。由图可以看出平均风速的季节性差异十分明显，从全省的平均风速看，冬春季节(11-4月)的平均风速处于较高的水平，夏秋季节(6-10月)的平均风速处于较低的水平。因此，冬春季节平均风速高，风力资源丰富不仅仅是辽宁省，更是我国北方地区的一个主要气候特征。因此，可以看出我国北方地区风能资源利用的最佳时期和我国北方地区采暖期恰好重合。图1.2辽宁省平均风速月变化Figure1.2MonthlyvariationofaveragewindspeedinLiaoningprovince图1.3辽宁省平均风速日变化Figure1.3DailyvariationofaveragewindspeedinLiaoningprovince辽宁省风速日变化如图1.3所示，平均风速的日变化特征也十分明显。从整天的平均风速看，白天的平均风速明显大于夜间。从图中可知,平均风速从清晨7时开始逐渐增大,在午后14时平均风速达到最大值,之后平均风速开始迅速减弱,平均风速最弱的阶段式凌晨3时到6时。风能资源较利用的最好的时间段是10-19时这一段时间。这恰好和上班工作的时间段大致重合，与大规模的建筑采暖负荷相符[11-13]。综上所述，我国北方地区秋冬季节夜间风能资源是最丰富的，而这也
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于φ型垂直轴风力机的风力致热装置设计[J]. 金浩,胡以怀,张华武,冯是全,朱冰. 上海节能. 2018(10)
[2]华北地区农村清洁供暖方式适用性研究[J]. 王惠,李义强,田拥军,王彬彬,潘俊,王典. 建筑节能. 2018(03)
[3]变频螺杆式压缩机性能计算的数学模型及试验验证[J]. 商萍君. 制冷与空调. 2018(01)
[4]工业制冷系统压缩机选型[J]. 杨永光,邢桂坤,范吉全. 化工设备与管道. 2017(06)
[5]冬季供暖导致雾霾?来自华北城市面板的证据[J]. 陈强,孙丰凯,徐艳娴. 南开经济研究. 2017(04)
[6]垂直轴风力机直驱热泵压缩机匹配特性研究[J]. 赵斌,马海鹏,汪建文,钟晓晖. 东北农业大学学报. 2017(06)
[7]我国风电清洁能源供暖项目的可行性浅析[J]. 刘伟伟,史薇薇. 数码设计. 2017(04)
[8]我国风能致热技术及系统关键设备的研究进展[J]. 张超,李俊瑞,何静昆,刘涛,任毅,张祚福. 能源工程. 2016(04)
[9]办公建筑间歇采暖热负荷简化计算研究[J]. 武雅琼,刘艳峰,马超. 建筑热能通风空调. 2016(06)
[10]基于新型生物质柴灶的热水供暖系统应用[J]. 宁美玲,袁鹏丽,赵昕,王宗山,端木琳. 制冷与空调(四川). 2015(06)
博士论文
[1]风力发电机组系统建模与仿真研究[D]. 金鑫.重庆大学 2007
[2]变速恒频风力发电关键技术研究[D]. 卞松江.浙江大学 2003
硕士论文
[1]风能热泵直接制热系统建模与仿真研究[D]. 韩帅.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2018
[2]一种完全基于风能的供暖系统的基础研究[D]. 彭国勋.西南科技大学 2015
[3]风力发电仿真系统建模与开发[D]. 杨天治.北京化工大学 2013
[4]风电与压缩式热泵结合的研究[D]. 贾慧.华北电力大学 2013
[5]汽车空调制冷系统匹配研究[D]. 曲军.东北大学 2011
[6]螺杆压缩机变工况工作过程模拟和性能分析[D]. 王红.辽宁工程技术大学 2007
[7]风力机控制状态和过程的仿真模拟研究及软件开发[D]. 郑存家.汕头大学 2006
本文编号：3296769
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