太阳能土壤源热泵优化运行研究.pdf

万方数据

太阳能一土壤源热泵优化运行研究前言2太阳能一土壤源热泵系统周国峰1，李满峰1’2，范波2末端装置等部件，这些部件模型通过参数连接而其tank．The1太阳能一土壤源热泵是以太阳能和土壤热为复合热源的热泵系统，是太阳能和土壤热综合利用的一种形式，属于多种低品位热源通过热泵来加以利用的一种方式，其组合具有很大的灵活性，吸取了单独太阳能热泵和土壤源热泵的优点，在一定程度上弥补了单一太阳能与土壤源热泵的缺点。现今国内外对太阳能一土壤源热泵系统的研究比较多，但是还没有形成对此系统运行的可靠性及太阳能与地源的最佳耦合方式的成熟理论。太阳的能源密度、土壤的热流率低，所需地下埋管换热器及太阳能集热器的面积大小和比例匹配需要从建筑物环境及系统的初投资、各地区太阳能资源情况、土壤的热物性及系统运行的可靠性及经济性等方面来加以综合考虑。太阳能一土壤源热泵系统的研究还没有形成一套完整的理论体系，应用基础数据不足，不能为太阳能一土壤源热泵的应用提供充足的理论依据¨“J。本文对太阳能一土壤源热泵系统中的太阳能集热器、地下埋管换热器、热泵机组等分别进行建模，并采用En-ergyplus软件计算建筑物负荷，建立了太阳能一土壤源热泵系统仿真模型，基于仿真模型分析了太阳能一土壤源热泵系统的两种运行模式。太阳能一土壤源热泵系统包括太阳能集热器、热泵机组、地下埋管换热器、蓄热水箱和空调构成整个系统模型。求解太阳能一土壤源热泵系统模型，不仅要求解各个部件模型，而且要确定各个部件模型参数之间的耦合关系。太阳能一土壤源热泵系统如图l所示。低温与超导第38卷第8期它(1．华北水利水电学院环境与市政工程学院，郑州450012．上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)摘要：根据太阳能一土壤源热泵系统各部件之间的耦合关系，建立了各部件的仿真模型，并在此基础上建立了太阳能一土壤源热泵系统仿真模型，将其应用于实际工程进行模拟计算，分别对系统的两种运行模式进行了研究分析。关键词：太阳能一土壤源热泵系统；仿真模型；运行模式optimalpumpsystem(1．Institute200240，China)system(SESHPS)船researchobject。andmodel，heatmodelspbnganalysismode收稿日期：2010—06—05作者简介：周国峰(1971一)，男，硕士／讲师，主要研究方向为空调、热泵系统。OthersCryo．＆Supercond．Studytheoperationofsolar—-assistedgroundheatWaterandJiaomodel，verticalmodel，OperationV01．38No．81；ZhouGuofen91，LiManfeng‘”，Fan1302Enviromental&MunicipalEngineering，NorthChinaUniversityConservancyElectricPower，Zhengzhou450011，China；2．SchoolMechanicalEngineering，ShanghaiTongUniversity，ShanghaiAbstract：Thispapertooksolar—assistedupunitpipeevacuatedtubularcollectorU—tubeexchangerstoragecomponentincorporatedformSESHPSthroushenergyconservation，niossconservationrelationshipsunits．Thesimulationappliedforunderkindscontrolmode8Keywords：SESHPS，SimulationonsourcesetweretowastwoCOU—
万方数据

。币砉南‰(弗)y1(卢)一J1(卢)yo(邸)]孛邮热G-1一五×怠卜枷加。，露2—五F集热器的瞬黟率方程，贝。有，7：(A丁p)R[(砌)。一吮旦≠]G(死p)2÷J式中，F。舅建热器热转移因子，是集热器实际的2叩兹+t式中：T为埋管内流体的平均温度，；‰。d为土壤⋯：：等p：三介质比热，J／kg·℃；^，为集热器热管蒸发段传热导出n根真空管情况下的n计算式：(1一G4)M批度；吼为热泵机组的制热量；％为热泵机组的耗其它系统的部件仿真模型m2；UL为集热器总热损系数，W／m2·℃；F为集2．1．1太阳能集热器仿真模型热器效率因子；m为集热介质流量，kg／s；c为集热我们所用太阳能集热器为热管式真空管集热器，通过式(1)～(5)的数学模型，可得其热效率系数，可由有关文献查到测试数据。方程∞J：集管工质进出1：3温度t、L为热管式真空管(1)L(