太陽(yáng)能-地源熱泵耦合系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行模式研究.pdf

1、近年來(lái)，日益嚴(yán)峻的環(huán)境和能源形勢(shì)已成為威脅我國(guó)社會(huì)安定的一個(gè)重要因素，對(duì)可再生清潔能源的開(kāi)發(fā)已經(jīng)迫在眉睫，作為以太陽(yáng)能和地?zé)崮苓@兩大潔凈能源為熱源的太陽(yáng)能-地源熱泵的耦合系統(tǒng)，對(duì)緩解我國(guó)當(dāng)前能源和環(huán)境危機(jī)將起到不可估量的作用。本文就是在這種背景下，以西安地區(qū)一小型住戶為例進(jìn)行的模擬研究。
　　本文的研究主要是基于地源熱泵單獨(dú)運(yùn)行的基礎(chǔ)上進(jìn)行的?？紤]到太陽(yáng)能和地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)的復(fù)雜性，可以對(duì)系統(tǒng)建立簡(jiǎn)化模型。文中把系統(tǒng)分為獨(dú)立的3個(gè)

2、模塊，即地埋管模塊、集熱器模塊、熱泵機(jī)組模塊，然后對(duì)每個(gè)模塊建立數(shù)學(xué)模型，通過(guò)模塊間的耦合參數(shù)模擬系統(tǒng)的運(yùn)行。在集熱器傳熱模型建立過(guò)程中集熱器面積和集熱器最佳傾角的確定都是非常重要的。在確定最佳傾角時(shí)，本文通過(guò)matlab軟件實(shí)現(xiàn)西安地區(qū)集熱器接收太陽(yáng)年輻射量與其傾斜角度的關(guān)系表示圖，并最終確定西安地區(qū)集熱器最佳安裝傾角約為30度，進(jìn)行面積確定時(shí)，主要是通過(guò)太陽(yáng)能保證率、機(jī)組COP以及建筑末端負(fù)荷關(guān)系進(jìn)行估算，本文集熱器面積約為6.5m

3、2。建立地埋管傳熱模型時(shí)，本文先介紹了土壤熱物性一些測(cè)試方法，并給出了土壤初始溫度分布的計(jì)算表達(dá)式。本文地埋管的數(shù)學(xué)模型是基于圓柱型熱源理論建立的，考慮到末端負(fù)荷的周期性波動(dòng)，在圓柱型熱源理論基礎(chǔ)上建立變熱流計(jì)算模型。
　　通過(guò)建立傳熱模型，對(duì)耦合后的模擬運(yùn)行結(jié)果分析：系統(tǒng)在并聯(lián)模式下運(yùn)行時(shí)，通過(guò)地埋管流量要盡量增大，在耦合系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行時(shí)，串聯(lián)模式一的運(yùn)行效果更好。由于本校的多能源綜合利用實(shí)驗(yàn)室中（太陽(yáng)能-地源熱泵耦合系統(tǒng)）還沒(méi)有