太陽能—土壤源熱泵系統(tǒng)太陽能保證率的研究.pdf

1、社會經濟飛速發(fā)展，能源卻逐漸衰竭。為促進經濟可持續(xù)發(fā)展，推進節(jié)能減排政策，提倡開發(fā)新能源和可再生能源等方針勢在必行。由于利用了太陽能和淺層地熱能這兩種儲量豐富且易于收集的清潔可再生能源，太陽能-土壤源(Solar Assisted Ground-source，簡稱SAGS)熱泵系統(tǒng)在節(jié)能環(huán)保方面具有其它供冷熱系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢。太陽能保證率體現(xiàn)了系統(tǒng)太陽能熱利用程度，是太陽能-土壤源熱泵系統(tǒng)重要的設計參數。受地理、氣候、負荷特性等因素影

2、響，太陽能保證率最佳值涉及問題復雜，研究難度大，目前國內外對該問題的研究相對不足。
　　本研究采用實驗研究和模擬分析相結合的方法，從不同角度分析了系統(tǒng)太陽能保證率選取問題，并綜合給出最佳太陽能保證率選取的相關建議。首先，本文以大連理工大學土壤源熱泵系統(tǒng)為基礎，設計并建立了太陽能-土壤源熱泵實驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有夏季供冷、冬季供熱、過渡季蓄熱三種運行模式，用以滿足此類系統(tǒng)實驗研究。其次，本文以TRNSYS軟件為平臺，建立了對應于實驗系

3、統(tǒng)的數學仿真模型，用以進一步的系統(tǒng)分析。利用建成后的系統(tǒng)進行了三組實驗研究，確保基于TRNSYS軟件所建數學模型的正確性。分析結果表明，本研究所建數學模型較為準確，可滿足更深入、更全面的系統(tǒng)研究。最后，利用經過驗證的數學模型分析系統(tǒng)太陽能保證率問題。以大連地區(qū)辦公建筑為例，結合《公共建筑節(jié)能(65％)設計標準》（遼寧省地方標準）DB21/T1899-2011，本文具體分析了系統(tǒng)最佳太陽能保證率選取方法。利用DeST軟件分析建筑全年逐時負

4、荷，并用TRNSYS軟件深入分析系統(tǒng)性能。選用集熱器面積、水箱容積、跨季節(jié)蓄熱啟動溫度、地埋管深度、地埋管數量5個因素，運用正交試驗原理，分析系統(tǒng)太陽能保證率敏感性，并從運行能耗、土壤溫度平衡、系統(tǒng)經濟性等角度給出相關建議。結合對不同地區(qū)、不同類型建筑、不同節(jié)能率建筑的分析，綜合給出關于太陽能保證率選取方面的合理建議。研究結果表明，集熱器面積是系統(tǒng)供暖季太陽能保證率的高度顯著性影響因素，設計集熱器面積應最大程度地滿足系統(tǒng)經濟性高、土壤溫