太阳能集热—土壤源热泵复合系统的集热器面积选择方法
发布时间：2022-12-22 22:43
在社会经济蓬勃发展的今天,由于人们既要求居住环境的舒适性,又重视建筑节能问题,这就要求建筑节能新技术的不断进步和发展。太阳能集热—土壤源热泵系统是联合太阳能与地热能的复合式热泵供热系统,该系统用太阳能集热来补充地源热泵长期供暖单取热运行下岩土损失的热量,又可以两者联合供暖,有效地将两种绿色能源应用在能耗巨大的建筑行业中。本文针对单取热供暖的太阳能集热—土壤源热泵复合系统,研究该系统太阳能集热器面积的合理选择方法。在西安市气候条件下,针对10000 m~2的住宅供暖建筑面积,应用TRNSYS软件建立该复合系统的动态运行换热模型。根据太阳能集热系统是否在冬季联合供暖运行分两种工况进行多种条件的仿真计算,得到对应不同岩土导热系数值的相对最佳集热器面积,从而得到这两种工况的单位建筑面积相对最佳集热器面积与岩土导热系数的关系。本课题针对在冬季太阳能集热系统是否联合供暖设计了两种工况。在供暖期,工况一只开启土壤源热泵系统,不考虑太阳能系统辅助供暖;而工况二同时开启土壤源热泵系统和太阳能辅助系统,将太阳能集热作为供暖热源的补充。在过渡季节（蓄热期）,两种工况都开启太阳能集热系统,用于恢复埋管周围的岩...
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 复合式土壤源热泵系统的研究方法
1.2.2 复合式土壤源热泵系统的岩土热平衡
1.2.3 复合式土壤源热泵系统运行策略
1.2.4 复合式土壤源热泵系统的经济性
1.3 本文主要研究内容及方法
1.3.1 问题的提出
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
第二章 建筑负荷及埋管数的计算
2.1 建筑物的动态负荷模拟计算
2.1.1 DeST软件介绍
2.1.2 建筑物的工程概况
2.1.3 建筑物的动态负荷计算
2.2 埋管数的热平衡计算
2.2.1 GeoStar软件介绍
2.2.2 埋管数的热平衡计算
2.3 小结
第三章 太阳能集热—土壤源热泵系统仿真模型的建立
3.1 系统运行方案
3.1.1 系统组成
3.1.2 运行工况
3.2 TRNSYS软件介绍
3.3 太阳能集热器
3.3.1 太阳能集热器类型
3.3.2 太阳能集热器面积
3.4 集热水箱
3.5 热泵机组
3.6 地埋管换热器
3.6.1 地埋管换热器模型换热区域
3.6.2 地埋管换热器模型参数设置
3.6.3 地埋管换热器模型换热可靠性验证
3.7 水泵
3.8 模拟系统控制
3.9 小结
第四章 集热器面积合理选择的模拟研究
4.1 工况一的模拟研究
4.1.1 设置最小集热器面积
4.1.2 相对最佳集热器面积
4.1.3 岩土导热系数与相对最佳集热面积的关系
4.2 工况二的模拟研究
4.2.1 设置最小集热器面积
4.2.2 相对最佳集热器面积
4.2.3 岩土导热系数与相对最佳集热面积的关系
4.3 工况比较
4.4 小结
主要工作和结论
展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]槽式太阳能供热光伏系统集热器集热性能的实验研究[J]. 郝梦琳,杨宾,高丽媛,刘杰梅. 可再生能源. 2019(04)
[2]陶瓷板和真空管太阳能集热器对养殖水体升温效果的对比研究[J]. 陶宁,母刚,张国琛,陈朝炳,李秀辰. 大连海洋大学学报. 2019(02)
[3]不同介质的新型集热器的数值模拟研究[J]. 郭训虎. 洁净与空调技术. 2019(01)
[4]基于相变储热的太阳能多模式采暖系统及应用[J]. 何峰,李廷贤,姚金煜,王如竹. 储能科学与技术. 2019(02)
[5]槽式聚光型纳米流体集热器性能评估[J]. 李振全,惠善康,徐亮,余田. 建筑节能. 2019(02)
[6]光伏光热系统提高效率的方法[J]. 余东津,端木琳. 区域供热. 2019(01)
[7]严寒地区土壤源热泵地埋管井况的模拟[J]. 金光,赵雪茹,王宇星,吴晅,郭少朋,毕文明. 工业安全与环保. 2019(02)
[8]基于TRNSYS的多热源复合式供热系统经济性研究[J]. 赵攀,张翼飞,郭佳昌,王松庆. 山西建筑. 2019(05)
[9]民用建筑太阳能热利用现状分析与探讨[J]. 刘舰. 山西建筑. 2019(03)
[10]基于EnergyPlus的CBD建筑能耗预测模型研究[J]. 高昊,党天洁. 建筑节能. 2018(12)
硕士论文
[1]北方地区土壤源热泵负荷失衡问题研究[D]. 王泽江.山东建筑大学 2018
[2]太阳能—土壤源耦合热泵系统特性分析及实验研究[D]. 袁晨宇.长沙理工大学 2017
[3]基于DeST与BIM技术的民居建筑物理环境模拟与实测对比分析研究[D]. 李盼.云南农业大学 2017
[4]土壤源热泵空调系统应用研究[D]. 陈北领.南华大学 2007
本文编号：3724193
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 复合式土壤源热泵系统的研究方法
1.2.2 复合式土壤源热泵系统的岩土热平衡
1.2.3 复合式土壤源热泵系统运行策略
1.2.4 复合式土壤源热泵系统的经济性
1.3 本文主要研究内容及方法
1.3.1 问题的提出
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
第二章 建筑负荷及埋管数的计算
2.1 建筑物的动态负荷模拟计算
2.1.1 DeST软件介绍
2.1.2 建筑物的工程概况
2.1.3 建筑物的动态负荷计算
2.2 埋管数的热平衡计算
2.2.1 GeoStar软件介绍
2.2.2 埋管数的热平衡计算
2.3 小结
第三章 太阳能集热—土壤源热泵系统仿真模型的建立
3.1 系统运行方案
3.1.1 系统组成
3.1.2 运行工况
3.2 TRNSYS软件介绍
3.3 太阳能集热器
3.3.1 太阳能集热器类型
3.3.2 太阳能集热器面积
3.4 集热水箱
3.5 热泵机组
3.6 地埋管换热器
3.6.1 地埋管换热器模型换热区域
3.6.2 地埋管换热器模型参数设置
3.6.3 地埋管换热器模型换热可靠性验证
3.7 水泵
3.8 模拟系统控制
3.9 小结
第四章 集热器面积合理选择的模拟研究
4.1 工况一的模拟研究
4.1.1 设置最小集热器面积
4.1.2 相对最佳集热器面积
4.1.3 岩土导热系数与相对最佳集热面积的关系
4.2 工况二的模拟研究
4.2.1 设置最小集热器面积
4.2.2 相对最佳集热器面积
4.2.3 岩土导热系数与相对最佳集热面积的关系
4.3 工况比较
4.4 小结
主要工作和结论
展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]槽式太阳能供热光伏系统集热器集热性能的实验研究[J]. 郝梦琳,杨宾,高丽媛,刘杰梅. 可再生能源. 2019(04)
[2]陶瓷板和真空管太阳能集热器对养殖水体升温效果的对比研究[J]. 陶宁,母刚,张国琛,陈朝炳,李秀辰. 大连海洋大学学报. 2019(02)
[3]不同介质的新型集热器的数值模拟研究[J]. 郭训虎. 洁净与空调技术. 2019(01)
[4]基于相变储热的太阳能多模式采暖系统及应用[J]. 何峰,李廷贤,姚金煜,王如竹. 储能科学与技术. 2019(02)
[5]槽式聚光型纳米流体集热器性能评估[J]. 李振全,惠善康,徐亮,余田. 建筑节能. 2019(02)
[6]光伏光热系统提高效率的方法[J]. 余东津,端木琳. 区域供热. 2019(01)
[7]严寒地区土壤源热泵地埋管井况的模拟[J]. 金光,赵雪茹,王宇星,吴晅,郭少朋,毕文明. 工业安全与环保. 2019(02)
[8]基于TRNSYS的多热源复合式供热系统经济性研究[J]. 赵攀,张翼飞,郭佳昌,王松庆. 山西建筑. 2019(05)
[9]民用建筑太阳能热利用现状分析与探讨[J]. 刘舰. 山西建筑. 2019(03)
[10]基于EnergyPlus的CBD建筑能耗预测模型研究[J]. 高昊,党天洁. 建筑节能. 2018(12)
硕士论文
[1]北方地区土壤源热泵负荷失衡问题研究[D]. 王泽江.山东建筑大学 2018
[2]太阳能—土壤源耦合热泵系统特性分析及实验研究[D]. 袁晨宇.长沙理工大学 2017
[3]基于DeST与BIM技术的民居建筑物理环境模拟与实测对比分析研究[D]. 李盼.云南农业大学 2017
[4]土壤源热泵空调系统应用研究[D]. 陈北领.南华大学 2007
本文编号：3724193
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