太陽(yáng)能—土壤源熱泵耦合系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文在分析太陽(yáng)能熱泵、土壤源熱泵及聯(lián)動(dòng)供熱特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的節(jié)能系統(tǒng)：太陽(yáng)能—土壤源耦合熱泵系統(tǒng)。由于太陽(yáng)能照射強(qiáng)度具有隨季節(jié)性變化的特點(diǎn)，非采暖季太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度通常較高。通過(guò)對(duì)不同時(shí)段太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的監(jiān)測(cè)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，建立了太陽(yáng)能集熱器數(shù)學(xué)模型，制定了實(shí)驗(yàn)測(cè)試方案。主要研究在多孔介質(zhì)中蓄熱過(guò)程的傳熱傳質(zhì)特性，分析了土壤熱惰性、不同巖層巖石特性、非均質(zhì)性以及地下水徑流對(duì)熱傳播半徑的影響等特點(diǎn)，提出了在非采暖季進(jìn)行土

2、壤蓄熱的理論和可行性。在實(shí)驗(yàn)研究中，通過(guò)對(duì)非采暖季太陽(yáng)能蓄熱過(guò)程的監(jiān)測(cè)，分析了通過(guò)土壤蓄熱達(dá)到提高土壤溫度，提高熱泵系統(tǒng)的性能指標(biāo)的可行性和經(jīng)濟(jì)性。
　　 本文重點(diǎn)研究了太陽(yáng)能-熱泵耦合系統(tǒng)運(yùn)行模式的節(jié)能效果，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了系統(tǒng)的熱泵機(jī)組數(shù)學(xué)模型、土壤換熱器數(shù)學(xué)模型。安裝了井下土壤溫度測(cè)試探頭，搭建的太陽(yáng)能—土壤源耦合系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)蓄熱、太陽(yáng)能熱泵、太陽(yáng)能—土壤源耦合熱泵、土壤源熱泵等多種循環(huán)運(yùn)行模式。
　　

3、 通過(guò)非采暖季為時(shí)一個(gè)月的太陽(yáng)能—土壤蓄熱實(shí)驗(yàn)，供暖期太陽(yáng)能輔助土壤源熱泵供暖、太陽(yáng)能—土壤源熱泵聯(lián)合供熱、土壤源熱泵獨(dú)立供暖的實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了全面分析，并根據(jù)所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的正確性。
　　 針對(duì)供暖季采用串聯(lián)模式和并聯(lián)模式供暖進(jìn)行了優(yōu)化分析，在理論模型的基礎(chǔ)上編制了模擬計(jì)算軟件。結(jié)果表明：對(duì)于小規(guī)模供暖用戶，串聯(lián)供暖模式經(jīng)濟(jì)效益較差，不可行；并聯(lián)模式較單獨(dú)用土壤源熱泵進(jìn)行供暖效果較好，在供熱負(fù)荷確定的情況下