地源热泵和太阳能联合冷热源优化配置研究

【摘要】：近年频繁出现的雾霾现象使人们意识到了周围生存环境已经被严重破坏，引起雾霾的罪魁祸首便是不可再生能源的低效利用。能源问题已经逐渐成为各国的首要问题，节约能源和可再生能源利用是解决能源问题的有效手段。 本课题就土壤源和太阳能两种能源联合利用展开研究，以北京气候为背景，运用DeST软件模拟建筑物逐时负荷。用TRNSYS软件对不同运行工况进行模拟分析，模拟冬季以太阳能为全部热源系统运行工况、冬季以土壤源为全部热源系统运行工况、两种热源按不同比例并联系统运行工况、两种热源按相同比例串联系统运行工况。对各工况的负荷侧供回水温度进行监测，对得到的换热量、耗电量和系统COP进行比较分析。 通过对系统不同工况的模拟得出冬季以太阳能为全部热源系统运行的特点是由于太阳能供应不稳定，导致系统性能随时间变化浮动较大，遇到连续阴天很难满足用户要求。冬季以土壤源为全部热源系统运行特点是由于土壤温度变化不大，所以系统运行性能稳定，但是性能系数不高。两种热源按不同比例并联运行是可行的，并且两种热源按1:1比例配置系统性能系数最高，并且可以使它们的优缺点得到互补。此时系统的性能有所提高并且稳定，费用要比单独地源热泵系统经济。两种热源按相同比例串联运行时要比两种热源并联时性能系数高。按冬季负荷决定热泵机组时，夏季热泵性能较低，夏季采取并联一台热泵的策略，为了热泵机组能够长年正常运行，需在夏季辅助冷却塔散热。 【关键词】：地源热泵 太阳能 性能分析
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU83
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 课题研究背景8-10
• 1.2 地源热泵和太阳能在国内外的发展与研究现状10-15
• 1.2.1 地源热泵在国内外的发展与研究现状10-13
• 1.2.2 太阳能热利用在国内外的发展与研究现状13-14
• 1.2.3 地源热泵和太阳能联合空调系统在国内外的发展与研究现状14-15
• 1.3 本课题的主要研究内容15-17
• 第2章 地源热泵和太阳能联合空调系统分析17-31
• 2.1 太阳能集热器的特性分析17-23
• 2.1.1 平板型太阳能集热器17-20
• 2.1.2 真空管型太阳能集热器20-23
• 2.2 地源热泵系统分析23-28
• 2.2.1 浅层地能采集系统23-26
• 2.2.2 地源热泵机组26-28
• 2.2.3 建筑物空调系统28
• 2.3 地源热泵和太阳能联合空调系统分析28-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 地源热泵和太阳能联合系统仿真模型的建立31-49
• 3.1 建筑负荷物理模型31-34
• 3.2 仿真系统数学模型34-48
• 3.2.1 太阳能集热器部分34-41
• 3.2.2 地源热泵部分41-48
• 3.3 本章小结48-49
• 第4章 地源热泵和太阳能冷热源配置研究49-62
• 4.1 模拟冬季以太阳能为全部热源系统运行工况50-52
• 4.2 模拟冬季以土壤源为全部热源系统运行工况52-54
• 4.3 模拟两种热源按不同比例并联系统运行工况54-56
• 4.4 模拟两种热源按相同比例串联系统运行工况56-58
• 4.5 模拟夏季地源热泵系统运行工况58-61
• 4.6 本章小结61-62
• 第5章 系统技术经济性分析62-64
• 5.1 节能性分析比较62
• 5.2 环保性分析比较62
• 5.3 技术经济性分析比较62-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第6章 结论64-65
• 参考文献65-67
• 致谢67

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