基于TRNSYS的太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)仿真研究

【摘要】：隨著世界經(jīng)濟快速發(fā)展,能源緊缺和環(huán)境惡化已成為全球性問題,各領(lǐng)域越來越重視對可再生能源的開發(fā)利用。一些熱泵系統(tǒng),如太陽能熱泵、地源熱泵、空氣源熱泵已經(jīng)得到一些應(yīng)用,但在應(yīng)用過程中因自身的一些局限性使其發(fā)展受到一定的限制。如果能結(jié)合兩種能源的優(yōu)勢使得他們可以彌補各自的缺陷,勢必會擴大其應(yīng)用范圍。太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)就是一種既能利用土壤源來克服太陽能的間歇性,又可利用太陽能起到緩解土壤溫度的恢復(fù)壓力,具有廣闊的發(fā)展前景。 本文針對太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)進行研究,并對系統(tǒng)中的各個部件建立數(shù)學(xué)模型,通過TRNSYS軟件建立仿真模型,收集實際案例中系統(tǒng)在夏季及過渡季節(jié)和冬季的運行數(shù)據(jù),與模擬所得數(shù)據(jù)進行分析對比,驗證仿真模型的正確性。 在仿真模型的基礎(chǔ)上,改變實際案例中太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)的運行模式進行瞬態(tài)數(shù)值模擬,對比分析了不同運行模式下系統(tǒng)的運行特性。通過分析可知：在夏季及過渡季中整個系統(tǒng)只在白天運行,太陽能系統(tǒng)采用動態(tài)運行模式；在冬季在氣溫較低的月份中(12月份、1月份和2月份)太陽能系統(tǒng)采用動態(tài)運行模式,而其余的采暖期間采用靜態(tài)運行模式,對于靜態(tài)運行模式中時間段的選擇應(yīng)是盡早將熱量補充到系統(tǒng)中較合理。 在仿真模型的基礎(chǔ)上,改變實際案例中太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)的連接方式,對比分析了不同連接方式的系統(tǒng)全年運行特性。通過分析可知：對于太陽能補熱點的位置設(shè)置在熱泵機組的出口和地埋管入口之間和太陽能補熱點位置設(shè)置在地埋管的出口和熱泵機組的入口之間兩種連接方式,前者系統(tǒng)的性能要優(yōu)于后者。 本文在太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)實地調(diào)研的基礎(chǔ)上,結(jié)合仿真模型對其運行模式和連接方式進行了分析研究,為今后太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)在設(shè)計與應(yīng)用提供理論參考。 【關(guān)鍵詞】：太陽能耦合土壤源熱泵 運行模式 連接方式 TRNSYS模擬
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU83
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-10
• 符號說明10-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 課題研究背景13-14
• 1.1.1 節(jié)能減排的緊迫性13
• 1.1.2 建筑節(jié)能的重要性13-14
• 1.1.3 太原市能源現(xiàn)狀14
• 1.2 課題的研究意義14-20
• 1.2.1 太陽能資源的利用14-17
• 1.2.2 熱泵技術(shù)17-18
• 1.2.3 太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)的提出18-19
• 1.2.4 太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)點19-20
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-23
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀21-23
• 1.4 課題的研究目的與內(nèi)容23-25
• 1.4.1 課題研究目的23
• 1.4.2 課題研究內(nèi)容23-25
• 第二章 太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)各部件數(shù)學(xué)模型的分析25-44
• 2.1 TRNSYS軟件簡介25-27
• 2.2 模擬用氣象數(shù)據(jù)27-28
• 2.3 太陽能集熱器模型28-31
• 2.4 地埋管換熱器的模型31-41
• 2.4.1 傳熱過程32-33
• 2.4.2 局部傳熱過程33-35
• 2.4.3 數(shù)值計算過程35-41
• 2.5 熱泵模型41-43
• 2.6 房間負荷數(shù)學(xué)模型43
• 2.7 小結(jié)43-44
• 第三章 TRNSYS仿真模型的建立44-64
• 3.1 太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)實際案例概況44-48
• 3.1.1 系統(tǒng)介紹44-46
• 3.1.2 太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)原理及運行策略46-48
• 3.2 太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)的TRNSYS仿真模型48-53
• 3.2.1 仿真模型的簡化假設(shè)條件48-49
• 3.2.2 太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)仿真模型的建立49-50
• 3.2.3 系統(tǒng)中控制器的控制策略50
• 3.2.4 仿真模型的標準部件50-53
• 3.3 實驗分析與模型驗證53-63
• 3.3.1 實驗平臺數(shù)據(jù)53-58
• 3.3.2 模型運行數(shù)據(jù)與實驗測量數(shù)據(jù)對比58-62
• 3.3.3 模擬結(jié)果分析62-63
• 3.4 本章小結(jié)63-64
• 第四章 太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)運行模式的研究64-88
• 4.1 夏季及過渡季節(jié)策略64-67
• 4.2 冬季運行模式的研究67-86
• 4.2.1 靜態(tài)運行模式與動態(tài)運行模式的對比68-83
• 4.2.2 靜態(tài)運行模式中補熱時間的選擇83-86
• 4.2.3 冬季運行模式的確定86
• 4.4 小結(jié)86-88
• 第五章 太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)連接方式的研究88-109
• 5.1 連接方式的研究目的88-91
• 5.1.1 系統(tǒng)連接方式的概述88-89
• 5.1.2 不同連接方式的提出89-91
• 5.2 兩種連接方式運行參數(shù)的比較91-105
• 5.2.1 短期內(nèi)各運行參數(shù)變化曲線的比較92-95
• 5.2.2 兩種連接方式全年性能參數(shù)的比較95-105
• 5.3 比較結(jié)果整體分析105-107
• 5.4 小結(jié)107-109
• 第六章 結(jié)論與展望109-112
• 6.1 結(jié)論109-110
• 6.2 進一步研究工作建議110-112
• 參考文獻112-115
• 致謝115-116
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄116

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

太陽能-土壤源熱泵系統(tǒng)聯(lián)合供暖運行模式的探討    楊衛(wèi)波,施明恒,董華

太陽能-土壤熱源熱泵的性能研究    畢月虹,陳林根

太陽能中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用研究    岳永亮;孟玲燕;董素霞;韓世慶;

太陽能·地源熱泵供暖系統(tǒng)在新農(nóng)村中的應(yīng)用前景探討    李國棟;解國珍;梁辰;法曉明;

水源熱泵節(jié)能原理與系統(tǒng)設(shè)計    劉德彧,高建嶺,王曉純

現(xiàn)代空調(diào)中熱泵技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展    李彬;張莉;曾立春;

帶回熱循環(huán)的閉路式熱泵干燥裝置    王以清

地源熱泵技術(shù)及其在暖通工程中的應(yīng)用    么旭升;

無人值守熱力站運行控制模式的研究    赫春富;龐印成;高永學(xué);

熱泵技術(shù)在地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用可行性分析    李穎明;李躍中;

風冷熱泵冷熱水機組除霜過程仿真    黃虎,李志浩,虞維平

地源熱泵中U型埋管傳熱過程的數(shù)值模擬    楊衛(wèi)波;施明恒;

太陽能-U形埋管土壤蓄熱特性數(shù)值模擬與實驗驗證    楊衛(wèi)波;施明恒;陳振乾;

地源熱泵變工況模擬分析    王志毅;楊堯林;何洪煒;

我國土壤源熱泵的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景    隋學(xué)敏;張旭;官燕玲;

污水源與地下水源復(fù)合熱泵空調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)計與分析    曲云霞;胡加升;王偉華;

太陽能輔助熱泵技術(shù)及其應(yīng)用研究    李瑛;孔祥強;楊前明;

基于氣象條件、建筑物熱負荷及運行方式的風冷熱泵供暖能耗分析    周晉;李樹林;吳業(yè)正;

室外換熱器改進以改善熱泵空調(diào)冬季結(jié)霜的方法    王志毅;李加樂;鄭東;

淺層地熱能在農(nóng)業(yè)溫室供暖中的研究進展    柴立龍;馬承偉;王明磊;

地源熱泵與太陽能熱水器實現(xiàn)生活熱水聯(lián)供和輔助供暖的探討    徐曉翔;郭燕強;雷艷杰;

太陽能輔助熱泵技術(shù)及其應(yīng)用研究    曠玉輝;王如竹;

我國水源熱泵的研究現(xiàn)狀    王芳;范曉偉;周光輝;連之偉;

嚴寒地區(qū)太陽能-土壤耦合熱泵季節(jié)性土壤蓄熱特性研究    張文雍

SCPC集熱器及其太陽能熱泵熱水系統(tǒng)研究    穆振英

季節(jié)性蓄熱太陽能—土壤耦合熱泵系統(tǒng)運行特性及優(yōu)化    王瀟

豎直埋管地源熱泵恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)研究    余鑫

變頻熱泵房間空調(diào)器的工質(zhì)替代及動態(tài)特性研究    趙蕾

地源熱泵地下套管式埋管換熱器性能研究    魏唐棣

燃氣機熱泵總能系統(tǒng)的理論分析與試驗研究    謝英柏

空氣源熱泵機組動態(tài)特性及性能改進研究    劉志強

燃氣機熱泵仿真與優(yōu)化匹配研究    張世鋼

地源熱泵系統(tǒng)模型與仿真    曲云霞

直膨式太陽能熱泵熱水器的模擬分析    張東

基于成本預(yù)測和環(huán)境價值的SWHP經(jīng)濟評價    宋雅楠

基于工質(zhì)R134a的冷水機組換熱器結(jié)構(gòu)分析及系統(tǒng)特性研究    朱新華

蒸發(fā)式冷凝器流場分析及其應(yīng)用于空調(diào)的節(jié)能研究    劉清明

三元工質(zhì)用于空氣源熱泵容量調(diào)節(jié)的理論與實驗研究    劉東方

地源熱泵地埋管換熱模型與實驗研究    洪永挺

復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)輔助散熱冷卻塔研究    張宏弢

新型空氣源熱泵輔助供熱太陽能熱水系統(tǒng)熱力性能及運行特性研究    鐵燕

溫濕度獨立控制地源熱泵系統(tǒng)運行策略研究    李揚

太陽能—地能雙熱源復(fù)合式熱泵性能研究    崔四齊

太陽熱水系統(tǒng)熱性能試驗系統(tǒng)設(shè)計    張昕宇;鄭瑞澄;何濤;李忠;馮愛榮;

地源熱泵的運行特性模擬研究    王景剛,馬一太,張子平,王侃宏,候立泉

吸收式太陽能空調(diào)技術(shù)的新進展與新構(gòu)想    謝應(yīng)明,文遠高

太陽能空調(diào)的研究與發(fā)展    李戩洪,馬偉斌,江晴

寒區(qū)太陽能—土壤源熱泵系統(tǒng)太陽能保證率的確定    余延順,廉樂明

太陽能-土壤熱源熱泵的性能研究    畢月虹,陳林根

太陽能吸收式空調(diào)及供熱系統(tǒng)的設(shè)計和性能    何梓年,朱寧,劉芳,郭淑玲

太陽能與常規(guī)能源復(fù)合空調(diào)/熱泵系統(tǒng)在別墅建筑中的應(yīng)用研究    孟玲燕;徐士鳴;

土壤源熱泵的發(fā)展與研究現(xiàn)狀    范萍萍,端木琳,王學(xué)龍,尉建中

土壤源熱泵運行前后地溫特性實驗研究    胡志高;袁旭東;

土壤源熱泵單元埋管換熱器熱響應(yīng)曲線熱電比擬分析    曹琦;

土壤源熱泵中土壤導(dǎo)熱系數(shù)測定系統(tǒng)設(shè)計    王瑞華;張亞庭;王普;

土壤源熱泵系統(tǒng)及工程實踐    張立均;

土壤源熱泵運行能耗動態(tài)模擬分析    陳祖銘;丁力行;羅玉和;

土壤源熱泵埋管換熱器形式及傳熱模型的分析    韓春福;丁旭;

淺談土壤源熱泵系統(tǒng)的發(fā)展及其應(yīng)用    法智彤;褚曉麗;

土壤源熱泵系統(tǒng)工程的設(shè)計與施工    張慶;

土壤源熱泵系統(tǒng)熱平衡問題探究    張玲;黃奕沄;

土壤源熱泵系統(tǒng)的實施前提    馬宏權(quán);龍惟定;

南通地區(qū)使用土壤源熱泵系統(tǒng)設(shè)計與施工特點    楊曉宏;

北京地區(qū)居住建筑太陽能—土壤源熱泵系統(tǒng)聯(lián)合運行的應(yīng)用分析    潘玉亮;徐偉;

土壤源熱泵系統(tǒng)熱不平衡解決方案探討    宋景娜;盧軍;隆亞東;闞靜;

土壤源熱泵系統(tǒng)熱平衡問題的探討    賈亞北;王勇;

成都地區(qū)土壤源熱泵發(fā)展與應(yīng)用綜述    康景文;李國祥;

土壤源熱泵系統(tǒng)的實施前提    馬宏權(quán);龍惟定;

土壤源熱泵間歇運行對熱泵和系統(tǒng)能效比影響的研究    辛岳芝;胡松濤;田郁;王剛;陳茂科;

土壤源熱泵的研究與應(yīng)用    徐亞娟;革非;

我國土壤源熱泵的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景    隋學(xué)敏;張旭;官燕玲;

太陽能板塊再現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)股激情？    萬國測評 李榮昌

“太陽”指路伴你行    本報記者 英濤 實習(xí)生 楊淼 通訊員 王永強

中國成為世界太陽能市場新興力量    林西

首條陶瓷太陽能板生產(chǎn)線投產(chǎn)    記者 蔡忠仁

自制太陽能1W LED燈    合肥 顏德生

太陽能船將進行環(huán)球首航    記者　 張亮

中國太陽能 海外放光芒    胡天舒

美學(xué)者認為太陽能有望成為替代能源首選    歐颯

草根先鋒：發(fā)電機成新家電,太陽能的    王玉玨

太陽能國標讓消費者放心使用熱水器 國家環(huán)保部抬高太陽能熱水器環(huán)保門檻    劉莉

基于動態(tài)過程模型的土壤源熱泵系統(tǒng)運行優(yōu)化控制研究    施志鋼

土壤源熱泵系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)的運行模擬與換熱器優(yōu)化設(shè)計研究    張長興

嚴寒地區(qū)土壤源熱泵系統(tǒng)地埋管運行特性研究    白天

嚴寒地區(qū)土壤源熱泵系統(tǒng)地埋管運行特性研究    白天

機械壓汽蒸餾技術(shù)的實驗應(yīng)用與仿真研究    焦冬生

太陽能新風系統(tǒng)設(shè)計與控制方法研究    楊軍

分布式風光互補系統(tǒng)控制與最大功率跟蹤策略研究    劉立群

節(jié)能建筑模塊化體系設(shè)計與評價及仿真優(yōu)化方法研究    黃茜

基于TRNSYS的太陽能耦合土壤源熱泵系統(tǒng)仿真研究    尹麗媛

混合式土壤源熱泵系統(tǒng)循環(huán)液不同設(shè)計溫度的比較與分析    何健

土壤源熱泵系統(tǒng)施工階段質(zhì)量控制研究    朱淵

土壤源熱泵系統(tǒng)的（火用）成本分析方法研究    馮啟輝

蕪湖地區(qū)土壤源熱泵系統(tǒng)的適用性研究分析    魏云

復(fù)合土壤源熱泵系統(tǒng)能耗比較研究    王雷

土壤源熱泵系統(tǒng)換熱器傳熱特性影響因素研究與優(yōu)化設(shè)計    宋尚平

土壤源熱泵系統(tǒng)井群水流量分配研究    吳長燕

太陽能—土壤源熱泵系統(tǒng)地區(qū)適應(yīng)性評價    周欽濤

土壤源熱泵系統(tǒng)換熱器設(shè)計與應(yīng)用研究    唐偉偉