沿海地区太阳池热泵技术的应用研究

发布时间：2020-11-16 11:07

　　 在能源短缺的今天,可再生能源的开发、利用已成为我国乃至全球的战略性措施。太阳能作为一种清洁而又持久的新能源,越来越受到人们的青睐。太阳池可以用来收集和储存太阳能,为各种低温用热提供可靠稳定的热源,近年来引起了世界各国的广泛重视和研究。 沿海地区太阳池热泵是以海水和卤水为主体建造的盐梯度太阳池提供的低温热源和空气作为热泵的低位热源的热泵,它是一种可切换的双热源热泵系统:环境温度较高时,热泵空气源运行;环境温度低于7℃时,切换为水源运行,低温热源的热量来自太阳池提取的热量。 本文针对非对流型海水太阳池热泵系统主要做了如下工作: 1.本文将太阳池内的传热过程作为一维、非定常、具有内热源的热传导问题,应用有限差分方法,对太阳池的热性能进行了数值模拟计算。 2.完成了太阳池瞬态行为的一维数值模拟工作,模拟了10000 m~2盐梯度太阳池提取20W/m~2池底的温度变化,说明太阳池可为热泵提供稳定可靠的低温热源。 3.讨论了对太阳池热性能影响的主要因素,主要讨论非对流层对太阳池提热的影响。 4.建立了双热源太阳池热泵系统,并提出了沿海地区系统的运行策略,以及针对大连地区实际使用面积为300m~2的建筑物双热源热泵的模拟计算。 5.阐述了太阳池热泵系统运行稳定性、节能性、环保性,并与平板型集热器和燃煤锅炉进行经济性对比,更突出了太阳池热泵的优越性。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TK513
【部分图文】：

图3.3太阳池数值模拟的计算模型 Fig3.3solarPooln侧 rneriealsimulationmedels采用有限差分方法，其数学模型可用图3.3来描述。整个池子分为上部对流区(UCZ)、非对流区(NCZ)、下部对流区(LcZ)以及池下土层(GROUND)等几部分。整个太阳池连同下面的土层被划分为15个水平层，其中UCZ层和LCZ层分别单独划为一层，NCZ层则划分为相等厚度的10层，土壤划分为相等厚度的3层，每一层的温度和物性被认为是均匀一致的。(l)差分公式的推导根据式(3.7)，用控制容积法可以对节点i列出差分方程:__‘__T(t+△t，x，)一T(t

1输入参数本文针对本实验池的实际情况，进行了数值模拟，其输入参数以及运行条件太阳池边长100m，太阳池水深2.Zm，各层的厚度:UCZ的厚度0.2m，NCZ的，LCZ的厚度1.om，初始盐度:UCZ浓度30kg/m3，LCZ盐度350kg/扩，提热数率2日期3月21日，池表面的透射系数0.85，模拟计算的初始温度分布可以根给出;两个边界条件分别为:UCZ的温度取气温数据，下层土壤的温度则由经。这样，从己知的初始温度开始，在满足边界条件的同时逐层计算下去，就求出池内的温度分布，即解区随着时间而增长。池底的土质以及底下水位的池的性能影响很大。在本程序中，认为池底有一定厚度的土壤作为蓄热兼保的下表面保持恒定的温度并等于该地的年平均气温。地下水位的高低通过计算层厚度反映出来。本程序中土层厚度取6Ocln。根据实际情况，土层取湿粘土，即K。==1.28瓦/米oC，p。二一460千克/米’，C厂880焦耳/千克oC。050100150200250300350

面处的太阳辐射能全部被LCZ层吸收。3.4.2数值模拟结果池底的温度随时间的变化如图3.6。 456789101112123456789101112物nth咄网川、jZ250900枷[5050。丁/℃6040未提热池底的沮度曲线一才一80100丈福杰一己OL~J，ee山esJ一.七一1~习一习-J一JesjesJ-J.一儿~Jes上一Jee司一日一-L~J 456789101112123456789101112Month图3.6大连日照、气温变化以及提热和不提热池底的温度随时间的变化 (UCZ=().ZmNCZ二l.om，LCZ二1.om) Fig3.6Daliansunshine， temPeratUrechanges， aswellastoheatandheattothebottom ofthetemperatureehangesovertime(UCZ二 0.2mNCZ二1.0m，LCZ二l.om)底层的温度选每月21号的温度，提热量为20W/m，。从图3.6可知
【参考文献】

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本文编号：2886110