太陽能—土壤復(fù)合式地源熱泵運(yùn)行特性研究.pdf

1、本文以太陽能—土壤復(fù)合式地源熱泵為研究對象，從土壤源熱泵應(yīng)用中存在埋管面積不夠的角度出發(fā)，提出了太陽能集熱器和蓄熱水箱與地下埋管換熱器相結(jié)合的太陽能—土壤復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)。開展了復(fù)合式地源熱泵運(yùn)行特性的研究。主要研究內(nèi)容包括： 1．分析了太陽能熱源和土壤熱源的特點(diǎn)，對邯鄲地區(qū)晴天時(shí)朝南放置的任意傾角傾斜面上太陽輻射量進(jìn)行了逐時(shí)理論計(jì)算，得到了在邯鄲地區(qū)采暖季可獲得最大太陽輻射量的集熱器傾角。以周期性溫度作用下的地下土壤溫度分布

2、方程為基礎(chǔ)，對不同深度處地下土壤溫度場的變化規(guī)律進(jìn)行了理論計(jì)算和分析。 2．根據(jù)所擬合的實(shí)驗(yàn)用壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)和壓縮機(jī)總效率表達(dá)式，聯(lián)立蒸發(fā)器、冷凝器和太陽能集熱器模型，在此基礎(chǔ)上開展復(fù)合式地源熱泵運(yùn)行特性理論研究。討論了壓縮機(jī)耗功量隨蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)器進(jìn)水溫度和壓縮比的變化情況及機(jī)組COPh、蒸發(fā)器吸熱量和冷凝器排熱量隨蒸發(fā)溫度的變化情況。指出在埋管面積受限的場合，為避免埋管長度不夠而造成機(jī)組出力不足使室內(nèi)溫度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，

3、如果有較豐富的太陽能資源可資利用，可以采用將太陽能集熱器和地下埋管換熱器相結(jié)合的太陽能—土壤復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)。 3．進(jìn)行了太陽能—土壤復(fù)合式地源熱泵的實(shí)驗(yàn)研究。首先進(jìn)行土壤源熱泵冬季供暖的實(shí)驗(yàn)研究。其次針對土壤源熱泵在實(shí)際應(yīng)用中存在埋管面積不夠的情況，在減少一半埋管長度的情況下，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了土壤源熱泵在冬季供暖運(yùn)行中存在的各種問題。最后，將埋地盤管和太陽能集熱器與蓄熱水箱結(jié)合起來，進(jìn)行復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)冬季供暖實(shí)驗(yàn)研究，證明了其

4、可行性并分析了系統(tǒng)各參數(shù)的變化規(guī)律。 4．以變熱流條件下的圓柱源理論為基礎(chǔ)，并引入“形狀因子”的概念，通過地下埋管換熱器的出口水溫關(guān)聯(lián)熱泵機(jī)組、埋管換熱器和太陽能集熱器的運(yùn)行特性，建立起耦合地面熱泵機(jī)組、地下埋管換熱器和太陽能集熱器特性的R134a復(fù)合式地源熱泵運(yùn)行特性模擬模型；對模擬結(jié)果的驗(yàn)證表明，所建模型模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合度較高，可以有效的模擬復(fù)合式地源熱泵的冬季運(yùn)行特性，此模型在復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)以及全年能耗