季節(jié)性水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)研究
發(fā)布時間:2022-01-23 05:47
近年來,隨著“煤改清潔能源”相關(guān)政策的實施,各地逐漸開始實行清潔能源供暖,人們對太陽能供熱區(qū)域性發(fā)展越來越重視!笆濉蹦茉匆(guī)劃將太陽能供暖作為重點政策推廣,應當把握時機深化季節(jié)性儲熱太陽能供暖理論和技術(shù)的研究,從而推進工程應用的發(fā)展和落實。目前我國季節(jié)性儲熱太陽能集中供暖(SDHS-SS)技術(shù)尚處于起步階段,在方案論證、設計優(yōu)化和運行調(diào)控等方面尚存在諸多問題,導致太陽能集中供暖系統(tǒng)投入運行后經(jīng)常出現(xiàn)熱能供需不平衡問題,造成熱量浪費或供暖不達標現(xiàn)象。丹麥、德國等歐洲國家的季節(jié)性儲熱的太陽能集中供暖技術(shù)較為成熟,但由于人口密度、土地資源、建筑形式、供熱模式等與我國有較大差異,不宜完全采納,需結(jié)合國外經(jīng)驗,根據(jù)我國國情特點,深化相關(guān)技術(shù)的自主研究。本研究建立了一種以水池為季節(jié)性儲熱裝置、以水源熱泵為輔助熱源的季節(jié)性儲熱太陽能集中供暖系統(tǒng),通過系統(tǒng)各子系統(tǒng)的能量傳輸模型分析影響系統(tǒng)能效的關(guān)鍵參數(shù),并針對季節(jié)性儲熱水池在供暖期的水溫變化規(guī)律,為該系統(tǒng)提出合理的調(diào)節(jié)方案和控制策略,并以此為基礎(chǔ)建立與系統(tǒng)對應的TRNSYS仿真模型。最后,結(jié)合前述理論研究以大連地區(qū)某工程為研究對象分析該系統(tǒng)的運行...
【文章來源】:大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 季節(jié)性水池儲熱太陽能供暖技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.1 集蓄配比對系統(tǒng)能效的影響
1.2.2 儲熱水池換熱特性及水溫變化規(guī)律
1.2.3 輔助熱源形式及其能效
1.2.4 SDHS-SS的運行控制
1.3 本文的主要工作
1.3.1 問題的提出
1.3.2 研究內(nèi)容
1.3.3 技術(shù)路線
2 季節(jié)性水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)數(shù)學模型分析
2.1 季節(jié)性水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)形式的提出
2.2 太陽能集熱器數(shù)學模型
2.2.1 傾斜面上的太陽能總輻射照度
2.2.2 集熱器能效數(shù)學模型
2.3 季節(jié)性儲熱溫度分層水池數(shù)學模型
2.3.1 季節(jié)性儲熱溫度分層水池能量平衡方程
2.3.2 地下儲熱水池周圍土壤溫度數(shù)學模型分析
2.4 板式換熱器數(shù)學模型
2.5 水源熱泵數(shù)學模型
2.6 末端供暖管路數(shù)學模型
2.7 系統(tǒng)能效關(guān)鍵影響參數(shù)分析
2.8 本章小結(jié)
3 季節(jié)性水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)調(diào)節(jié)方案及控制策略分析
3.1 SDHS-SS與常規(guī)供暖系統(tǒng)的對比
3.2 非供暖期儲熱工況的控制策略
3.3 供暖期儲熱工況的控制策略
3.4 供暖期供暖工況SDHS-SS的調(diào)節(jié)方案及控制策略
3.4.1 案例概況
3.4.2 集中供熱調(diào)節(jié)的基本方法
3.4.3 間接供暖工況
3.4.4 直接供暖工況
3.4.5 水源熱泵輔助供暖工況
3.5 本章小結(jié)
4 季節(jié)性水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)TRNSYS模型搭建及驗證
4.1 SDHS-SS仿真模型的建立
4.1.1 設備模塊的設置
4.1.2 控制模塊的建立
4.1.3 氣象模塊
4.1.4 數(shù)據(jù)讀取模塊
4.1.5 顯示模塊
4.1.6 季節(jié)性水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)TRNSYS模型
4.2 建模的關(guān)鍵問題及其解決方法
4.3 TRNSYS仿真模型的驗證
4.3.1 TRNSYS模型驗證
4.3.2 偏差分析
4.4 本章小結(jié)
5 季節(jié)性水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)運行特性的模擬分析
5.1 模擬案例概況
5.1.1 建筑模型
5.1.2 氣象條件
5.2 太陽能供暖系統(tǒng)熱負荷動態(tài)分析
5.2.1 熱負荷模擬條件
5.2.2 熱負荷計算結(jié)果與分析
5.3 基于無交互正交試驗法的SDHS-SS參數(shù)匹配分析
5.3.1 SDHS-SS關(guān)鍵設計參數(shù)的設定
5.3.2 基于無交互正交試驗法的系統(tǒng)參數(shù)匹配分析
5.4 SDHS-SS運行特性的模擬分析
5.4.1 非供暖期儲熱工況的運行特性
5.4.2 供暖期儲熱工況的運行特性
5.4.3 供暖期供暖工況的運行特性
5.4.4 系統(tǒng)運行能效分析
5.5 環(huán)境效益
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
展望
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]建筑能耗模擬用氣象數(shù)據(jù)研究[J]. 楊柳,李紅蓮. 暖通空調(diào). 2017(03)
[2]主動式太陽能供暖系統(tǒng)故障診斷與量化調(diào)試[J]. 王磊,朱長鳴. 暖通空調(diào). 2017(01)
[3]跨季節(jié)水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)分析[J]. 趙金玲,呂漣漪. 區(qū)域供熱. 2016(06)
[4]中國太陽能熱利用技術(shù)“十二五”進展與“十三五”展望[J]. 鄭瑞澄,王敏,李博佳,張昕宇,何濤. 太陽能. 2016(05)
[5]基于能量分析和分析的太陽能熱泵系統(tǒng)優(yōu)化研究[J]. 曲世琳,彭莉,吳曉瓊,胡甲國. 太陽能學報. 2015(10)
[6]輔助熱源對主動式太陽能供暖系統(tǒng)節(jié)能性的影響[J]. 于國清,周繼瑞. 暖通空調(diào). 2015(05)
[7]GB/T19409-2013《水(地)源熱泵機組》國家標準解析[J]. 馬金平,鐘瑜,程立權(quán),范歡歡,蔡松素,劉杰. 制冷技術(shù). 2015(02)
[8]太陽能采暖水箱溫度分層的仿真分析[J]. 薛英霞,徐晨輝. 建筑熱能通風空調(diào). 2014(02)
[9]主動式太陽能供暖系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀綜述[J]. 李婷,康侍民,陳靜. 制冷與空調(diào)(四川). 2013(06)
[10]主動式太陽能供暖系統(tǒng)保證率定量分析[J]. 王岳人,毛宏迪,宋延麗. 沈陽建筑大學學報(自然科學版). 2013(06)
博士論文
[1]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[D]. 王瀟.哈爾濱工業(yè)大學 2011
碩士論文
[1]太陽能熱水蓄熱采暖系統(tǒng)優(yōu)化設計研究[D]. 王選.中國建筑科學研究院 2010
[2]供暖系統(tǒng)連接形式、調(diào)節(jié)方式及熱媒輸送能耗分析[D]. 寧太剛.哈爾濱工業(yè)大學 2009
本文編號:3603725
【文章來源】:大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 季節(jié)性水池儲熱太陽能供暖技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.1 集蓄配比對系統(tǒng)能效的影響
1.2.2 儲熱水池換熱特性及水溫變化規(guī)律
1.2.3 輔助熱源形式及其能效
1.2.4 SDHS-SS的運行控制
1.3 本文的主要工作
1.3.1 問題的提出
1.3.2 研究內(nèi)容
1.3.3 技術(shù)路線
2 季節(jié)性水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)數(shù)學模型分析
2.1 季節(jié)性水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)形式的提出
2.2 太陽能集熱器數(shù)學模型
2.2.1 傾斜面上的太陽能總輻射照度
2.2.2 集熱器能效數(shù)學模型
2.3 季節(jié)性儲熱溫度分層水池數(shù)學模型
2.3.1 季節(jié)性儲熱溫度分層水池能量平衡方程
2.3.2 地下儲熱水池周圍土壤溫度數(shù)學模型分析
2.4 板式換熱器數(shù)學模型
2.5 水源熱泵數(shù)學模型
2.6 末端供暖管路數(shù)學模型
2.7 系統(tǒng)能效關(guān)鍵影響參數(shù)分析
2.8 本章小結(jié)
3 季節(jié)性水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)調(diào)節(jié)方案及控制策略分析
3.1 SDHS-SS與常規(guī)供暖系統(tǒng)的對比
3.2 非供暖期儲熱工況的控制策略
3.3 供暖期儲熱工況的控制策略
3.4 供暖期供暖工況SDHS-SS的調(diào)節(jié)方案及控制策略
3.4.1 案例概況
3.4.2 集中供熱調(diào)節(jié)的基本方法
3.4.3 間接供暖工況
3.4.4 直接供暖工況
3.4.5 水源熱泵輔助供暖工況
3.5 本章小結(jié)
4 季節(jié)性水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)TRNSYS模型搭建及驗證
4.1 SDHS-SS仿真模型的建立
4.1.1 設備模塊的設置
4.1.2 控制模塊的建立
4.1.3 氣象模塊
4.1.4 數(shù)據(jù)讀取模塊
4.1.5 顯示模塊
4.1.6 季節(jié)性水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)TRNSYS模型
4.2 建模的關(guān)鍵問題及其解決方法
4.3 TRNSYS仿真模型的驗證
4.3.1 TRNSYS模型驗證
4.3.2 偏差分析
4.4 本章小結(jié)
5 季節(jié)性水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)運行特性的模擬分析
5.1 模擬案例概況
5.1.1 建筑模型
5.1.2 氣象條件
5.2 太陽能供暖系統(tǒng)熱負荷動態(tài)分析
5.2.1 熱負荷模擬條件
5.2.2 熱負荷計算結(jié)果與分析
5.3 基于無交互正交試驗法的SDHS-SS參數(shù)匹配分析
5.3.1 SDHS-SS關(guān)鍵設計參數(shù)的設定
5.3.2 基于無交互正交試驗法的系統(tǒng)參數(shù)匹配分析
5.4 SDHS-SS運行特性的模擬分析
5.4.1 非供暖期儲熱工況的運行特性
5.4.2 供暖期儲熱工況的運行特性
5.4.3 供暖期供暖工況的運行特性
5.4.4 系統(tǒng)運行能效分析
5.5 環(huán)境效益
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
展望
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]建筑能耗模擬用氣象數(shù)據(jù)研究[J]. 楊柳,李紅蓮. 暖通空調(diào). 2017(03)
[2]主動式太陽能供暖系統(tǒng)故障診斷與量化調(diào)試[J]. 王磊,朱長鳴. 暖通空調(diào). 2017(01)
[3]跨季節(jié)水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)分析[J]. 趙金玲,呂漣漪. 區(qū)域供熱. 2016(06)
[4]中國太陽能熱利用技術(shù)“十二五”進展與“十三五”展望[J]. 鄭瑞澄,王敏,李博佳,張昕宇,何濤. 太陽能. 2016(05)
[5]基于能量分析和分析的太陽能熱泵系統(tǒng)優(yōu)化研究[J]. 曲世琳,彭莉,吳曉瓊,胡甲國. 太陽能學報. 2015(10)
[6]輔助熱源對主動式太陽能供暖系統(tǒng)節(jié)能性的影響[J]. 于國清,周繼瑞. 暖通空調(diào). 2015(05)
[7]GB/T19409-2013《水(地)源熱泵機組》國家標準解析[J]. 馬金平,鐘瑜,程立權(quán),范歡歡,蔡松素,劉杰. 制冷技術(shù). 2015(02)
[8]太陽能采暖水箱溫度分層的仿真分析[J]. 薛英霞,徐晨輝. 建筑熱能通風空調(diào). 2014(02)
[9]主動式太陽能供暖系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀綜述[J]. 李婷,康侍民,陳靜. 制冷與空調(diào)(四川). 2013(06)
[10]主動式太陽能供暖系統(tǒng)保證率定量分析[J]. 王岳人,毛宏迪,宋延麗. 沈陽建筑大學學報(自然科學版). 2013(06)
博士論文
[1]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[D]. 王瀟.哈爾濱工業(yè)大學 2011
碩士論文
[1]太陽能熱水蓄熱采暖系統(tǒng)優(yōu)化設計研究[D]. 王選.中國建筑科學研究院 2010
[2]供暖系統(tǒng)連接形式、調(diào)節(jié)方式及熱媒輸送能耗分析[D]. 寧太剛.哈爾濱工業(yè)大學 2009
本文編號:3603725
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