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太阳能、蓄热与地源热泵组合系统运行模式与实验研究

作　者: 贾艳敏
导　师: 李新国
学　校: 天津大学
专　业: 制冷与低温工程
关键词: 太阳能、蓄热与地源热泵组合系统(SGCHPES) 运行模式土壤跨季节蓄热相变蓄热 TRNSYS模拟
分类号: TK114
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

在建立的太阳能、蓄热(土壤跨季节蓄热与相变蓄热)与地源热泵组合系统(SGCHPES)基础上,开展理论模拟与实验研究,对SGCHPES系统的运行模式、(土壤、相变)蓄热及能量进行分析。在TRNSYS平台上,建立系统模型并进行模拟分析。研究全年的太阳能-蓄热与地源热泵供热水系统、地源热泵供暖空调系统、土壤跨季节蓄热和相变蓄热;SGCHPES系统的月能耗、季节能耗和年能耗、太阳能和地表能对系统的组合匹配及贡献比例、全年土壤热平衡和土壤温度变化。模拟得到SGCHPES系统年总能耗中,可再生能源(太阳能和地表能)占84%,其中太阳能和地表能的贡献比例分别为31%和69%。结合天津某建筑物建立的示范工程,分析2009年6月~2010年3月的实验数据,研究土壤跨季节蓄热、石蜡相变蓄热和有/无土壤蓄热时的土壤温度及冬/夏季土壤热平衡变化;进行太阳能集热与地源热泵系统的实验、SGCHPES系统的供暖、空调、供热水的运行情况分析,得到系统中太阳能、地表能、电能的比例分别为13%、59%和28%,可再生能源(太阳能和地表能)为总能耗的72%。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-16
  1.1 课题研究背景与意义  7-10
    1.1.1 能源消费现状  7
    1.1.2 我国太阳能资源  7-8
    1.1.3 我国地热能资源  8-9
    1.1.4 太阳能、蓄热与地源热泵组合系统(SGCHPES)  9-10
  1.2 课题国内外研究现状  10-14
    1.2.1 土壤跨季节蓄热研究现状  10-12
    1.2.2 相变蓄热研究现状  12-13
    1.2.3 太阳能、蓄热与地源热泵组合系统运行模式研究现状  13-14
  1.3 课题主要研究内容  14-16
第二章太阳能、蓄热与地源热泵组合系统理论分析  16-27
  2.1 太阳能、蓄热与地源热泵组合系统工作原理  16-17
  2.2 太阳能、蓄热与地源热泵组合系统运行模式  17-20
  2.3 TRNSYS软件介绍  20
  2.4 TRNSYS埋管蓄热理论模型  20-26
    2.4.1 总体换热  21-22
    2.4.2 载热流体的热平衡  22-23
    2.4.3 局部换热  23-25
    2.4.4 局部与总体换热  25
    2.4.5 稳定流动换热  25-26
    2.4.6 温度叠加  26
  2.5 本章小结  26-27
第三章太阳能、蓄热与地源热泵组合系统理论模拟  27-43
  3.1 太阳能-蓄热与地源热泵供热水系统模型的建立  27-30
  3.2 太阳能、蓄热与地源热泵组合系统模拟计算  30-41
    3.2.1 土壤跨季节蓄热模拟计算  30-32
    3.2.2 相变蓄热模拟计算  32-36
    3.2.3 太阳能-蓄热与地源热泵供热水系统模拟计算  36
    3.2.4 地源热泵供暖、空调能量计算  36-37
    3.2.5 SGCHPES系统能耗分析  37-41
  3.3 SGCHPES系统节能效果分析  41-42
  3.4 全年土壤热平衡分析  42
  3.5 本章小结  42-43
第四章太阳能、蓄热与地源热泵组合系统实验研究  43-62
  4.1 太阳能、蓄热与地源热泵组合(SGCHPES)实验系统  43-47
    4.1.1 SGCHPES系统工程概况  43-45
    4.1.2 数据采集系统  45-47
  4.2 SGCHPES系统实验研究  47-59
    4.2.1 太阳能集热系统实验  47-49
    4.2.2 土壤跨季节蓄热实验  49-51
    4.2.3 石蜡相变蓄热实验  51-53
    4.2.4 地源热泵系统实验  53-56
    4.2.5 SGCHPES系统能耗分析  56-59
  4.3 土壤热平衡与土壤温度恢复  59-61
    4.3.1 土壤热平衡  59
    4.3.2 土壤温度恢复  59-61
  4.4 本章小结  61-62
第五章结论与建议  62-64
  5.1 结论  62
  5.2 进一步研究工作的建议  62-64
参考文献  64-69
发表论文和参加科研情况说明  69-70
致谢  70

太阳能、蓄热与地源热泵组合系统运行模式与实验研究

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