地源热泵与水蓄能复合系统的研究的开题报告.docx

地源热泵与水蓄能复合系统的研究的开题报告
一、选题背景
地源热泵技术是一种利用地下热能源进行制热、制冷与热水供应的环保、节能技术。相较于传统的锅炉、空调等设备，地源热泵技术具有高效、环保、节能等优点，因此在近年来受到了广泛的关注和应用。然而，地源热泵技术并非完美无缺，其设备投入金额较高，对土地和水资源有较高的要求，同时地下介质的温度也会受到气候和季节等因素的影响。因此，在使用地源热泵技术时我们需要结合实际情况进行优化，通过对地源热泵与其他技术的复合运用，进一步提高其效率并减少成本。
水蓄能技术是一种在低峰电量时利用电能将水提升到高处进行储存，以在高峰电量时通过液压式涡轮发电机将水放下并发电的技术，具有节能、环保、弹性等特点。将水蓄能技术与地源热泵技术相结合，可以通过水的蓄能与释能，进一步提高地源热泵的制冷、制热和热水供应能力，使得其在夏季和冬季应对极端气温时更为灵活和高效。
二、研究内容
本研究旨在探索地源热泵技术与水蓄能技术相结合的复合系统，并从以下几个方面进行研究：
1.利用建筑能耗数据和气象数据，分析地源热泵制冷、制热与热水供应的能源消耗情况，找出优化空间；
2.分析水蓄能技术在不同气候条件下的可行性，探究该技术与地源热泵的复合运用方式；
3.基于MATLAB等软件搭建地源热泵与水蓄能复合系统的模型，并对模型进行优化与验证；
4.在实验室中对搭建的复合系统进行实验测试，在典型天气条件下评估其运行效率和经济效益；
5.通过经济性分析和生命周期成本分析，评估该复合系统的投资回报率，并对其在室内环境、用水质量等方面的影响进行探究。
三、预期成果
本研究旨在探讨地源热泵与水蓄能技术的复合运用，期望能够得到以下几方面的成果：
1.地源热泵与水蓄能复合系统的优化设计方案，提高系统的能源利用效率和经济性；
2.复合系统在不同气候条件下的运行控制策略和效果评估；
3.复合系统的节能、减排效果评估和经济成本分析；
4.复合系统的工程应用前景评估和对行业发展的推动作用。
四、研究方法
本研究将应用数值模拟、建筑能耗数据分析、实验测试等方法进行综合研究。在数值模拟方面，将采用MATLAB等软件建立地源热泵与水蓄能复合系统模型，通过参数调整、模拟计算等方法，寻求最优解。在实验测试方面，将搭建地源热泵与水蓄能复合系统实验模型，并模拟不同气候条件下的室内环境和水质量等参数，进行实验数据的采集和处理。同时，在经济性分析方面，将采用生命周期成本分析、投资回报率等方法进行评估和探索。
五、研究计划
阶段一：文献调研与数据采集（1个月）
1.1地源热泵技术及应用研究文献的收集和阅读；
1.2水蓄能技术及应用研究文献的收集和阅读；
1.3建筑能耗数据和气象数据的采集、整理和处理。
阶段二：复合系统模型建立（2个月）
2.1基于MATLAB等软件，建立地源热泵与水蓄能复合系统的模型；
2.2模型调整、优化和验证。
阶段三：实验测试与数据分析（6个月）
3.1根据建筑能耗数据和气象数据，进行实验室内的复合系统测试和数据采集；
3.2数据的整理和分析，评估复合系统的控制策略和运行效果；
3.3对实验结果进行讨论和分析，找出优化空间。
阶段四：经济性分析与测算（2个月）
4.1基于实验测试结果，进行经济性分析和生命周期成本分析;
4.2计算复合系统的投资回报率等指标，分析其投资价值和应用前景。
阶段五：论文撰写与答辩（3个月）
5.1撰写开题报告、中期报告及论文；
5.2与导师和专家组进行答辩和学术交流。
六、参考文献
1.Huang,G.H.,Tang,W.Z.,&Wang,S.Y.(2007).Multi-objectiveoptimizationofgroundwaterprotectionpoliciesusingafuzzy-stochasticprogrammingapproach:modeldevelopmentandapplication.Environmentalmodelling&software,22(11),1665-1680.
2.Kong,X.,Wu,H.,Wu,J.,&Cao,B.(2016).Experimentalstudyonthegroundsourceheatpumpsystemwithacoupledundergroundthermalenergystoragesystemforbuildingcoolinginsummer.RenewableEnergy,86,745-753.
3.Li,X.,Li,B.,Li,G.,Li,S.,&Wang,J.(2017).Optimaldesignandoperationanalysisofaground-sourceheatpumpsystemcombinedwithathermal