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

1、近年來，日益嚴(yán)峻的環(huán)境和能源形勢已成為威脅我國社會安定的一個(gè)重要因素，對可再生清潔能源的開發(fā)已經(jīng)迫在眉睫，作為以太陽能和地?zé)崮苓@兩大潔凈能源為熱源的太陽能-地源熱泵的耦合系統(tǒng)，對緩解我國當(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]到太陽能和地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)的復(fù)雜性，可以對系統(tǒng)建立簡化模型。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，然后對每個(gè)模塊建立數(shù)學(xué)模型，通過模塊間的耦合參數(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matlab軟件實(shí)現(xiàn)西安地區(qū)集熱器接收太陽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)，主要是通過太陽能保證率、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，在圓柱型熱源理論基礎(chǔ)上建立變熱流計(jì)算模型。
　　通過建立傳熱模型，對耦合后的模擬運(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（太陽能-地源熱泵耦合系統(tǒng)）還沒有