本文關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能—地源熱泵復(fù)合能量系統(tǒng)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了提高可再生資源的利用率,提升地源熱泵系統(tǒng)的性能,提出了多種太陽(yáng)能—地源熱泵復(fù)合能量系統(tǒng)。本文基于濟(jì)南某辦公樓的建筑模型對(duì)多種太陽(yáng)能地源熱泵復(fù)合能量系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析,討論了不同形式的設(shè)備參數(shù)、運(yùn)行模式以及節(jié)能效果。通過(guò)對(duì)山東省濟(jì)南某辦公樓采用TRNSYS平臺(tái)進(jìn)行建模和仿真,分析得出冬季最大熱負(fù)荷341.6Kw,夏季最大冷負(fù)荷為425.94Kw。對(duì)不同運(yùn)行時(shí)間的相同系統(tǒng)進(jìn)行仿真對(duì)比,發(fā)現(xiàn)間歇運(yùn)行系統(tǒng)比全天運(yùn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)負(fù)荷指標(biāo)要大20-30%左右。針對(duì)該建筑進(jìn)行單一地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì),對(duì)]fRNSYS中各相關(guān)部件的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證分析。對(duì)該系統(tǒng)8760小時(shí)的逐時(shí)仿真的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,通過(guò)分析地埋管側(cè)回水的溫度判斷地埋管數(shù)量是否滿足系統(tǒng)需要,計(jì)算出該機(jī)組冬季COP維持在4左右,夏季在6-7.5之間,全年系統(tǒng)的能效比為3.23。對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)中各部件數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了理論分析,確定了太陽(yáng)能集熱器的連接方式、面積、水箱容量、水泵參數(shù)并對(duì)集熱器傾角和方位角采用Hooke-Jeeves算法進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算,濟(jì)南地區(qū)冬季日間優(yōu)化后的傾角為55.0625。,方位角為2.125°。在此基礎(chǔ)上對(duì)太陽(yáng)能地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)的兩種串聯(lián)形式進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究。通過(guò)仿真計(jì)算：先集熱器后地埋管的串聯(lián)方式的全年能效比為3.23,比單一地源熱泵系統(tǒng)提升2.84%；先地埋管后集熱器的串聯(lián)形式的全年能效比為3.335,比第一種串聯(lián)形式提高了0.439%。分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)室外天氣較好時(shí),太陽(yáng)能產(chǎn)生的熱水回灌到土壤中,而天氣較差時(shí)太陽(yáng)能產(chǎn)生的熱水溫度較低,因此對(duì)系統(tǒng)性能的提升存在一定的不足�；诖�(lián)模式的不足,對(duì)太陽(yáng)能地源熱泵復(fù)合交替系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析,確定了太陽(yáng)能系統(tǒng)中水泵啟停的控制參數(shù)與邏輯,對(duì)交替控制點(diǎn)進(jìn)行了分析,搭建了交替系統(tǒng)的TRNSYS模型,通過(guò)優(yōu)化計(jì)算得出當(dāng)水箱為50m3,集熱器的面積為550m3時(shí),系統(tǒng)的性能較好,交替系統(tǒng)的全年能效比為3.89,比單一地源熱泵系統(tǒng)節(jié)能20.43%,分析表明較串聯(lián)系統(tǒng)而言復(fù)合交替系統(tǒng)的能效比更高。復(fù)合交替系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行十年地溫升高10℃,在過(guò)渡季節(jié)通過(guò)冷卻塔與地埋管進(jìn)行連接運(yùn)行可以使地溫維持在14-18℃的區(qū)間內(nèi)波動(dòng)。通過(guò)理論分析與系統(tǒng)仿真,對(duì)該系統(tǒng)在實(shí)際工程中的應(yīng)用有一定參考。
【關(guān)鍵詞】：地源熱泵 太陽(yáng)能 串聯(lián)系統(tǒng) 復(fù)合交替系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU83;TK519
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要工作14-15
• 第二章 建筑負(fù)荷模擬與驗(yàn)證15-22
• 2.1 概況15-16
• 2.1.1 建筑概況15
• 2.1.2 建筑負(fù)荷模擬軟件簡(jiǎn)介15-16
• 2.2 建筑負(fù)荷模擬16-19
• 2.2.1 氣象參數(shù)16-17
• 2.2.2 建筑模型的搭建與負(fù)荷模擬17-18
• 2.2.3 負(fù)荷模擬值的驗(yàn)證18-19
• 2.3 空調(diào)開啟時(shí)間對(duì)建筑設(shè)計(jì)負(fù)荷的影響19-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第三章 單一地源熱泵系統(tǒng)的仿真與分析22-36
• 3.1 單一地源熱泵系統(tǒng)簡(jiǎn)介22
• 3.2 各部件數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)介22-29
• 3.2.1 地埋管換熱器的數(shù)學(xué)模型24-26
• 3.2.2 熱泵機(jī)組的數(shù)學(xué)模型26-27
• 3.2.3 水泵的數(shù)學(xué)模型27-28
• 3.2.4 溫差控制器的數(shù)學(xué)模型28-29
• 3.3 單一地源熱泵系統(tǒng)仿真與分析29-35
• 3.3.1 各部件的相關(guān)參數(shù)29-31
• 3.3.2 搭建TRNSYS仿真平臺(tái)31-32
• 3.3.3 仿真數(shù)據(jù)與分析32-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第四章 太陽(yáng)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法36-44
• 4.1 平板太陽(yáng)能集熱器簡(jiǎn)介36
• 4.2 平板太陽(yáng)能集熱器理論分析36-37
• 4.3 平板太陽(yáng)能集熱器相關(guān)參數(shù)確定方法37-39
• 4.3.1 太陽(yáng)能集熱器位置的確定37-38
• 4.3.2 太陽(yáng)能集熱器的連接38
• 4.3.3 集熱系統(tǒng)面積的確定38
• 4.3.4 集熱系統(tǒng)的流量確定38
• 4.3.5 水箱容積的計(jì)算38-39
• 4.4 濟(jì)南地區(qū)集熱器傾角與方位角的優(yōu)化39-42
• 4.4.1 優(yōu)化方法39-40
• 4.4.2 集熱器傾角與方位角的優(yōu)化計(jì)算40-42
• 4.5 本章小結(jié)42-44
• 第五章 太陽(yáng)能-地源熱泵復(fù)合能量系統(tǒng)的搭建與分析44-57
• 5.1 復(fù)合系統(tǒng)模式44-45
• 5.1.1 復(fù)合系統(tǒng)連接模式44-45
• 5.1.2 復(fù)合系統(tǒng)運(yùn)行模式45
• 5.2 兩種串聯(lián)模式的仿真與分析45-50
• 5.2.1 復(fù)合系統(tǒng)源側(cè)參數(shù)初始設(shè)計(jì)45
• 5.2.2 串聯(lián)一系統(tǒng)仿真平臺(tái)的搭建與分析45-48
• 5.2.3 串聯(lián)二系統(tǒng)仿真平臺(tái)的搭建與分析48-49
• 5.2.4 兩種串聯(lián)模式分析結(jié)論49-50
• 5.3 太陽(yáng)能地源熱泵復(fù)合交替系統(tǒng)50-53
• 5.3.1 復(fù)合交替系統(tǒng)的形式50
• 5.3.2 復(fù)合交替系統(tǒng)控制點(diǎn)參數(shù)的確定50-51
• 5.3.3 復(fù)合交替系統(tǒng)仿真平臺(tái)的搭建與分析51-52
• 5.3.4 復(fù)合交替系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)的確定52
• 5.3.5 優(yōu)化后復(fù)合交替系統(tǒng)的性能52-53
• 5.4 太陽(yáng)能地源熱泵復(fù)合交替系統(tǒng)中地溫問(wèn)題的解決53-56
• 5.4.1 復(fù)合交替系統(tǒng)中地溫問(wèn)題的分析53-54
• 5.4.2 復(fù)合交替系統(tǒng)中地溫問(wèn)題的優(yōu)化54-55
• 5.4.3 優(yōu)化后系統(tǒng)仿真的結(jié)果分析55-56
• 5.5 本章小結(jié)56-57
• 第六章 結(jié)論與展望57-59
• 6.1 結(jié)論57-58
• 6.2 展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 致謝62-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況63

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：294465