【摘要】：太陽能夏儲冬采即利用土壤把春、夏、秋季節(jié)較為豐富的太陽能轉(zhuǎn)化為熱能儲存起來。在冬季將儲存起來的熱能取出來為建筑供暖。實現(xiàn)了太陽能跨季節(jié)利用的目的。本文針對于太陽能夏儲冬采系統(tǒng)中的土壤儲熱部分進行研究。針對于不同的埋管間距,不同的運行條件,建立了地埋管換熱器的三維物理模型進行模擬。本文利用GAMBIT軟件,建立了埋管間距分別為2米、3米、4米的模型,根據(jù)實際情況設(shè)置其各部分的參數(shù)。導入Fluent軟件里進行模擬,利用UDF程序完成了對入口流速的實際控制。在模擬時,建立了9種不同的取熱條件,分析不同情況下的取熱效率以及熱利用率。本文希望實現(xiàn)太陽能高溫儲熱,即將土壤加熱到80℃以上的高溫。儲存到土壤中的熱量直接為建筑供暖。而不與傳統(tǒng)的地源熱泵相結(jié)合的方式,可以極大的減少運行費用。所以在開始模擬之前先進行了試模擬,利用較為簡單的模型分析達到高溫儲熱的目的能否實現(xiàn)。經(jīng)過初步的模擬分析,高溫儲熱的設(shè)想可以實現(xiàn)。在進行實際模型模擬的過程中發(fā)現(xiàn),在系統(tǒng)剛開始運行的幾年里,取熱效果并不理想。隨著運行時間的增加,效果越來越明顯。在系統(tǒng)運行到第四年的時候,蓄熱量和取熱量趨于平衡,效率最高。而系統(tǒng)運行達到平衡時的效率即為系統(tǒng)為建筑供暖的設(shè)計參數(shù)。所以針對之前提出的不同情況進行了4年的模擬,取第四年的最終數(shù)據(jù)作為設(shè)計依據(jù)。并對四年中不同情況的數(shù)據(jù)變化進行分析,分析其優(yōu)劣性。最終根據(jù)所得數(shù)據(jù),以具體建筑為例,將本系統(tǒng)和傳統(tǒng)的燃煤鍋爐進行對比,分析其經(jīng)濟性和環(huán)保效益。
【圖文】：

太陽能是一種清潔可再生能源，在所有的可再生能源中，太陽能分布最廣，獲取最容易[21]。我國地處北半球歐亞大陸的東部，具有較為豐富的太陽能資源。太陽能儲熱可分為顯熱儲存、相變儲存、化學反應(yīng)儲存。顯熱儲存即利用儲熱材料的熱容量，通過升高或降低材料的溫度而實現(xiàn)熱量的儲存或釋放。相變儲存即利用儲熱材料在熱作用下發(fā)生相變而產(chǎn)生熱量儲存的過程。化學反應(yīng)儲存即利用化學反應(yīng)的反應(yīng)熱的形式來進行儲存。其中，顯熱儲存原理簡單，可用材料資源廣泛，成本更相對低廉，研究起步早，實際社會應(yīng)用也比較廣泛，且已經(jīng)發(fā)展到商業(yè)開發(fā)的水平。目前，對于太陽能顯熱儲存來說，越來越多的人把目光投入地下，利用土壤做太陽能的長期儲存容器，成本低，占地少，適合長期儲存。具有良好的發(fā)展?jié)摿�。本文所研究的太陽能夏儲冬采指的是將春、夏、秋三個季節(jié)的太陽能儲存到土壤中，到冬天的時候使用，屬于顯熱儲存。2.2 太陽能夏儲冬采系統(tǒng)的工作原理

圖 4-1 U 型地埋管簡化模型1 所示，模型在長 8 米，寬 2 米，，深單 U 型地埋管，管長為 20 米，3 根。管徑為 0.032m，U 型管兩管間距聯(lián)的方式連接。在蓄熱 1500 小時之化模型蓄熱 1500 小時后的土壤溫度如圖：
【學位授予單位】：河北科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TK51

【參考文獻】

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本文編號：2667692