建筑能耗在能源消費(fèi)中一直占有很大比例,我國領(lǐng)土一半以上面積在冬季需要供暖。風(fēng)能熱利用是一種新興的用能方式,相比于風(fēng)力發(fā)電可以解決其熱電聯(lián)產(chǎn)帶來的棄風(fēng)限電現(xiàn)象。將風(fēng)能等可再生能源用于建筑節(jié)能是未來發(fā)展的趨勢,為此提出風(fēng)光互補(bǔ)聯(lián)合驅(qū)動吸收式熱泵系統(tǒng)。將風(fēng)力致熱與太陽能集熱相結(jié)合,產(chǎn)生高溫?zé)嵩?以此來驅(qū)動吸收式熱泵系統(tǒng)。風(fēng)力致熱是將風(fēng)力機(jī)捕獲的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,通過機(jī)械攪拌工質(zhì)的方式產(chǎn)生熱量。從能量轉(zhuǎn)化角度來講,機(jī)械能可全部轉(zhuǎn)化為熱能,相比風(fēng)電供暖減少了能量的轉(zhuǎn)化次數(shù),提高了能量利用效率。首先,通過對系統(tǒng)分析研究,建立了對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,利用Simulink軟件編寫系統(tǒng)仿真程序;組建熱泵實驗平臺對仿真模型進(jìn)行驗證,通過對比模擬與實驗結(jié)果,誤差范圍在10%以內(nèi),證明了仿真模型的準(zhǔn)確性與可靠性。其次,設(shè)計了新型風(fēng)光互補(bǔ)聯(lián)合致熱罐。將攪拌致熱與阻尼致熱相結(jié)合,利用Fluent軟件對致熱罐內(nèi)部流場及發(fā)熱量進(jìn)行研究。結(jié)果表明:致熱罐內(nèi)溫度呈現(xiàn)出從下往上逐層遞增分布;系統(tǒng)在設(shè)計工況下,產(chǎn)熱量可以達(dá)到預(yù)期目標(biāo);風(fēng)速較低時,通過聯(lián)合太陽能板式集熱器產(chǎn)熱量也可以達(dá)到要求。最后,對系統(tǒng)的實用性和可行性進(jìn)行分析。以... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

-2018年中國新增和累計風(fēng)電裝機(jī)容量[5]

第2章風(fēng)光互補(bǔ)聯(lián)合驅(qū)動吸收式熱泵仿真平臺-9-第2章風(fēng)光互補(bǔ)聯(lián)合驅(qū)動吸收式熱泵仿真平臺目前，風(fēng)光互補(bǔ)供暖系統(tǒng)在消納風(fēng)能、太陽能和解決環(huán)境污染中的作用已經(jīng)得到了國內(nèi)外學(xué)者們的認(rèn)可。但是，多數(shù)研究都是以風(fēng)電驅(qū)動熱泵供暖系統(tǒng)為對象，進(jìn)行的研究分析和經(jīng)濟(jì)性評價。鮮有學(xué)者對風(fēng)光互補(bǔ)聯(lián)合驅(qū)動吸收式熱泵做出研究。因此，采用面向?qū)ο蟮木幊趟枷�，將系統(tǒng)模塊化組裝，創(chuàng)建風(fēng)光互補(bǔ)聯(lián)合驅(qū)動吸收式熱泵仿真平臺。風(fēng)光互補(bǔ)聯(lián)合驅(qū)動吸收式熱泵結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。該系統(tǒng)包括風(fēng)力機(jī)、板式集熱器、吸收式熱泵三大主要部件，熱泵系統(tǒng)的主要工作過程可以總結(jié)如下：風(fēng)力機(jī)將捕獲的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；機(jī)械能傳動至致熱罐，驅(qū)動轉(zhuǎn)子對工質(zhì)進(jìn)行攪拌，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能；太陽能板式集熱器將吸收的熱量輸送至致熱罐。由致熱罐內(nèi)工質(zhì)循環(huán)做功，為吸收式熱泵提供熱量，從而達(dá)到制熱效果。同時，致熱罐內(nèi)工質(zhì)可以充當(dāng)蓄熱裝置，在風(fēng)速光照充足的條件下可將富裕的熱量存儲起來，在低風(fēng)速或陰雨天為熱用戶提供熱量。圖2風(fēng)光互補(bǔ)聯(lián)合驅(qū)動吸收式熱泵仿真平臺Fig.2Wind-solarcomplementarycombineddriveabsorptionheatpumpsimulationplatform

第2章風(fēng)光互補(bǔ)聯(lián)合驅(qū)動吸收式熱泵仿真平臺-11-式中：C1~C9均為經(jīng)驗參數(shù)，根據(jù)風(fēng)力機(jī)工作方式的不同，文獻(xiàn)中選取不同參數(shù)，如下表所示：表1Cp曲線擬合參數(shù)值Table1CoefficientsandexponentsofCp類型C1C2C3C4C5C6C7C8C9恒速0.441250006.94-16.50-0.002變速0.431510.580.0220148-18.4-0.02-0.003根據(jù)公式（2）在恒速條件下，利用Matlab繪制Cp在不同β和λ條件下的變化規(guī)律，如下圖所示：圖3Cp關(guān)于λ和β的函數(shù)曲線Fig.3Cpfunctioncurveforλandβ風(fēng)輪可以從風(fēng)能中獲取的機(jī)械功為[31]：pPCvR3221（4）式中：P—風(fēng)力機(jī)吸收的機(jī)械功，kW；ρ—空氣密度，kg/m3；R—風(fēng)力機(jī)半徑，m；v—輪轂處空氣來流速度，m/s；Cp—風(fēng)能利用系數(shù)。2.2.2風(fēng)力機(jī)仿真模型及輸出特性由圖3可知，在同一槳距角的情況下，風(fēng)能利用系數(shù)隨著尖速比先增加，進(jìn)入

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]2018年中國風(fēng)電吊裝容量統(tǒng)計簡報[J].   風(fēng)能. 2019(04)
[2]張家口可再生能源示范區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢研究[J]. 劉穎.  現(xiàn)代營銷(信息版). 2019(04)
[3]5 kW攪拌風(fēng)能致熱器最大功率匹配設(shè)計[J]. 張祚福,張超,李俊瑞,何靜昆,任毅,劉濤.  太陽能學(xué)報. 2018(05)
[4]太陽能溴化鋰吸收式熱泵應(yīng)用分析[J]. 匡勝嚴(yán),侯俊杰,謝吉平,孫夏軍,歐翔.  制冷技術(shù). 2017(06)
[5]雙層玻璃蓋板平板太陽能集熱器數(shù)值模擬[J]. 孫自帥,陶漢中,張建東,蔣川.  熱力發(fā)電. 2016(11)
[6]垂直軸風(fēng)力機(jī)在風(fēng)力致熱中的應(yīng)用研究[J]. 胡以懷,金浩,馮是全,倪天濤.  環(huán)境工程. 2016(S1)
[7]攪拌液體風(fēng)力致熱裝置的熱力學(xué)分析[J]. 金浩,胡以懷,虞馳程,徐左安邦.  節(jié)能. 2016(08)
[8]熱泵式風(fēng)能制熱試驗分析[J]. 陳忠維,韓中建,徐國斌.  機(jī)械. 2015(11)
[9]北國“風(fēng)光” 能源“天路”——國家級可再生能源示范區(qū):張家口氣候經(jīng)濟(jì)巡禮[J]. 古春曉.  建設(shè)科技. 2015(20)
[10]攪拌阻尼式風(fēng)能致熱循環(huán)介質(zhì)選定研究[J]. 韓中建,陳忠維.  公安海警學(xué)院學(xué)報. 2015(01)

博士論文
[1]蒸汽型雙效溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組性能及優(yōu)化研究[D]. 楊筱靜.天津大學(xué) 2012

碩士論文
[1]太陽能驅(qū)動第二類吸收式熱泵海水淡化系統(tǒng)研究[D]. 魯敦放.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]風(fēng)能攪拌致熱工質(zhì)產(chǎn)熱性能研究[D]. 郭宇.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[3]風(fēng)能熱泵直接制熱系統(tǒng)建模與仿真研究[D]. 韓帥.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院工程熱物理研究所) 2018
[4]溴化鋰吸收式熱泵系統(tǒng)建模與動態(tài)仿真研究[D]. 樂洪甜.華北電力大學(xué)（北京） 2009
[5]溴化鋰第二類吸收式熱泵的設(shè)計與仿真研究[D]. 劉國強(qiáng).天津大學(xué) 2007



本文編號：3109884