在能源短缺的今天,可再生能源的開發(fā)、利用已成為我國乃至全球的戰(zhàn)略性措施。太陽能作為一種清潔而又持久的新能源,越來越受到人們的青睞。太陽池可以用來收集和儲存太陽能,為各種低溫用熱提供可靠穩(wěn)定的熱源,近年來引起了世界各國的廣泛重視和研究。 沿海地區(qū)太陽池熱泵是以海水和鹵水為主體建造的鹽梯度太陽池提供的低溫熱源和空氣作為熱泵的低位熱源的熱泵,它是一種可切換的雙熱源熱泵系統(tǒng):環(huán)境溫度較高時,熱泵空氣源運行;環(huán)境溫度低于7℃時,切換為水源運行,低溫熱源的熱量來自太陽池提取的熱量。 本文針對非對流型海水太陽池熱泵系統(tǒng)主要做了如下工作: 1.本文將太陽池內(nèi)的傳熱過程作為一維、非定常、具有內(nèi)熱源的熱傳導問題,應用有限差分方法,對太陽池的熱性能進行了數(shù)值模擬計算。 2.完成了太陽池瞬態(tài)行為的一維數(shù)值模擬工作,模擬了10000 m~2鹽梯度太陽池提取20W/m~2池底的溫度變化,說明太陽池可為熱泵提供穩(wěn)定可靠的低溫熱源。 3.討論了對太陽池熱性能影響的主要因素,主要討論非對流層對太陽池提熱的影響。 4.建立了雙熱源太陽池熱泵系統(tǒng),并提出了沿海地區(qū)系統(tǒng)的運行策略,以及針對大連地區(qū)實際使用面積為300m~2的建筑物雙熱源熱泵的模擬計算。 5.闡述了太陽池熱泵系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、節(jié)能性、環(huán)保性,并與平板型集熱器和燃煤鍋爐進行經(jīng)濟性對比,更突出了太陽池熱泵的優(yōu)越性。
【學位單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2009
【中圖分類】：TK513
【部分圖文】：

圖3.3太陽池數(shù)值模擬的計算模型 Fig3.3solarPooln側(cè) rneriealsimulationmedels采用有限差分方法，其數(shù)學模型可用圖3.3來描述。整個池子分為上部對流區(qū)(UCZ)、非對流區(qū)(NCZ)、下部對流區(qū)(LcZ)以及池下土層(GROUND)等幾部分。整個太陽池連同下面的土層被劃分為15個水平層，其中UCZ層和LCZ層分別單獨劃為一層，NCZ層則劃分為相等厚度的10層，土壤劃分為相等厚度的3層，每一層的溫度和物性被認為是均勻一致的。(l)差分公式的推導根據(jù)式(3.7)，用控制容積法可以對節(jié)點i列出差分方程:__‘__T(t+△t，x，)一T(t

1輸入?yún)?shù)本文針對本實驗池的實際情況，進行了數(shù)值模擬，其輸入?yún)?shù)以及運行條件太陽池邊長100m，太陽池水深2.Zm，各層的厚度:UCZ的厚度0.2m，NCZ的，LCZ的厚度1.om，初始鹽度:UCZ濃度30kg/m3，LCZ鹽度350kg/擴，提熱數(shù)率2日期3月21日，池表面的透射系數(shù)0.85，模擬計算的初始溫度分布可以根給出;兩個邊界條件分別為:UCZ的溫度取氣溫數(shù)據(jù)，下層土壤的溫度則由經(jīng)。這樣，從己知的初始溫度開始，在滿足邊界條件的同時逐層計算下去，就求出池內(nèi)的溫度分布，即解區(qū)隨著時間而增長。池底的土質(zhì)以及底下水位的池的性能影響很大。在本程序中，認為池底有一定厚度的土壤作為蓄熱兼保的下表面保持恒定的溫度并等于該地的年平均氣溫。地下水位的高低通過計算層厚度反映出來。本程序中土層厚度取6Ocln。根據(jù)實際情況，土層取濕粘土，即K。==1.28瓦/米oC，p。二一460千克/米’，C廠880焦耳/千克oC。050100150200250300350

面處的太陽輻射能全部被LCZ層吸收。3.4.2數(shù)值模擬結(jié)果池底的溫度隨時間的變化如圖3.6。 456789101112123456789101112物nth咄網(wǎng)川、jZ250900枷[5050。丁/℃6040未提熱池底的沮度曲線一才一80100丈福杰一己OL~J，ee山esJ一.七一1~習一習-J一JesjesJ-J.一兒~Jes上一Jee司一日一-L~J 456789101112123456789101112Month圖3.6大連日照、氣溫變化以及提熱和不提熱池底的溫度隨時間的變化 (UCZ=().ZmNCZ二l.om，LCZ二1.om) Fig3.6Daliansunshine， temPeratUrechanges， aswellastoheatandheattothebottom ofthetemperatureehangesovertime(UCZ二 0.2mNCZ二1.0m，LCZ二l.om)底層的溫度選每月21號的溫度，提熱量為20W/m，。從圖3.6可知
【參考文獻】

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本文編號：2886110