太阳能潜热蓄热装置参数优化及热泵系统TRNSYS模拟

发布时间：2018-02-27 21:18

  本文关键词： 太阳能 热泵 潜热蓄热 TRNSYS模拟　出处：《太原理工大学》2013年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着国家经济技术的日益发展,太阳能热泵技术得到了快速的发展,相变蓄热技术也受到越来越多的关注。本文主要对太阳能热泵系统进行了理论分析、模拟计算及实验研究,主要研究了以下几个方面：对潜热蓄热装置的进口温度、进口流速、蓄热体间距等的优化；蓄热装置的使用对太阳能热泵系统性能的影响；蓄热材料对集热器进出口温度、蒸发器侧进出口温度及热泵COP的影响。 利用Fluent软件对潜热蓄热装置的蓄/放热性能进行模拟分析,探讨了影响蓄热装置蓄热性能的主要因素并对其进行了优化；根据优化的结果对相变蓄热装置的放热情况进行了模拟,探讨了蓄热体直径变化对蓄热过程的影响。模拟的结果表明：蓄热装置的进口温度、进口流速、蓄热体的间距等都是影响蓄热装置蓄/放热性能的主要因素。在实际的工程应用中,建议对相变蓄热装置的进口温度设定不能低于40℃；当传热介质的流速从0.04m/s增大到0.08m/s时,蓄热材料的融化过程并没有明显加快；但是,当流速为0.03m/s时,12000s之前石蜡基本没有融化,其融化过程太过于缓慢,不能充分发挥相变蓄热的作用。因此,建议蓄热装置的进口流速为0.04m/s;当蓄热体间距小于55mm或者大于65mm时,液相分数的变化较大并且都有很大程度的降低；但是,当蓄热体的间距在55mm-65mm之间变化时,液相分数随着模拟过程的进行变化很小；因此,为了充分利用相变材料的潜热蓄热量,减少蓄热材料的蓄热时间,蓄热体的间距为55mm～65mm时蓄热性能较好。 利用TRNSYS软件对太阳能潜热蓄热热泵系统建立仿真模型。依据中国建筑热环境典型年的气象数据对典型日、典型月、典型年的太阳能集热器集热量、集热器获得的有用能、集热器的平均效率,系统供热性能COP的变化等进行分析。仿真结果表明：对整个采暖季来说,集热器获得的有用能增加了5.52%,有相变时热泵的COP略低于无相变时；蓄热装置的使用可以提高系统的COP,3月份最大为3.41,1月份最小为3.01。 建立了太阳能热泵系统实验平台,进行了实验研究。探讨了蓄热材料的使用对集热器进出口温度的、热泵蒸发侧进出水温度及热泵COP的影响。结果表明：有相变蓄热时,热泵的COP较低,最大差值为0.43,最小为0.24。
[Abstract]:With the development of the national economic technology , the solar heat pump technology has been developed rapidly , and the phase change heat storage technology is attracting more and more attention . This paper mainly studies the theory analysis , simulation calculation and experimental study of the solar heat pump system . The main research is as follows : the influence of the inlet temperature , the inlet flow rate , the regenerator spacing and the like of the latent heat storage device ; the influence of the use of the heat storage device on the performance of the solar heat pump system ; and the influence of the heat storage material on the inlet and outlet temperature , the inlet and outlet temperature of the evaporator side and the COP of the heat pump . It is suggested that the inlet temperature of the heat storage device can not be lower than 40 鈩，

本文编号：1544386