【摘要】：為了解決寒冷地區(qū)傳統(tǒng)土壤源熱泵在長期運行后機組性能下降的問題,人們提出了太陽能-土壤源熱泵系統(tǒng)(SGCHP),該系統(tǒng)中太陽能和地熱能可以共同作為系統(tǒng)的低位熱源聯(lián)合供暖。本文主要討論了該系統(tǒng)在供暖工況下的聯(lián)合運行模式。 為了研究寒冷地區(qū)太陽能-土壤源熱泵系統(tǒng)供暖季聯(lián)合運行的詳細運行特性,本文首先建立了系統(tǒng)幾個重要組成部件的數(shù)學模型,探討了各聯(lián)合運行模式的模擬計算方法,并選取了西安地區(qū)一個普通居民建筑物作為研究對象進行算例分析�；贒eST能耗分析軟件計算了該建筑物的全年逐時冷、熱負荷以及氣象參數(shù),并根據(jù)水平面和傾斜面上的太陽輻射轉(zhuǎn)換理論計算得到供暖季太陽能集熱器最佳傾角(66°)以及該傾角下集熱器接收到的全年逐時輻射強度數(shù)據(jù)�；贛atlab科學計算軟件編程模擬計算了3個聯(lián)合運行模式(串聯(lián)模式、并聯(lián)模式和蓄熱模式)在供暖季的運行特性。 根據(jù)計算結果,得出結論：串聯(lián)模式在本文系統(tǒng)中能發(fā)揮最佳運行效果和最高節(jié)能性,其整個供暖季的平均熱泵機組COP為3.49,節(jié)能率可達9.8%。并聯(lián)模式下e值(地埋管側(cè)流量比)取得越高,系統(tǒng)的節(jié)能性越好；e值取0.75時其整個供暖季的平均熱泵機組COP和節(jié)能率與串聯(lián)模式非常接近；當e值超過0.75時,系統(tǒng)的節(jié)能性改善不明顯。蓄熱模式是一種特殊的聯(lián)合運行模式,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)該運行模式較適合于夜間熱負荷較大,而白天熱負荷較小的特殊建筑物或場合。 此外,通過對串聯(lián)模式中太陽能集熱面積和地埋管鉆孔總深度兩個參數(shù)進行優(yōu)化后發(fā)現(xiàn)：從整個供暖季看來,地埋管鉆孔總深度對于熱泵機組平均COP值的影響要大于太陽能集熱面積的影響,在進行聯(lián)合運行模式下的太陽能-土壤源熱泵系統(tǒng)設計時,應考慮地埋管承擔主要負荷。并且通過對針對本文所研究建筑物的5個典型太陽能集熱面積與不同地埋管鉆孔總深度的組合下的系統(tǒng)在串聯(lián)模式下的運行特性計算后發(fā)現(xiàn),對于不同的太陽能集熱面積,都有一個相對應的最優(yōu)地埋管鉆孔總深度,本文所設計的系統(tǒng)中最優(yōu)地埋管鉆孔總深度是88×37m。
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TU831

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