太陽能—土壤源熱泵耦合系統(tǒng)實驗研究.pdf

1、本文在分析太陽能熱泵、土壤源熱泵及聯(lián)動供熱特點的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的節(jié)能系統(tǒng)：太陽能—土壤源耦合熱泵系統(tǒng)。由于太陽能照射強度具有隨季節(jié)性變化的特點，非采暖季太陽能輻射強度通常較高。通過對不同時段太陽輻射強度的監(jiān)測，在進行數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，建立了太陽能集熱器數(shù)學(xué)模型，制定了實驗測試方案。主要研究在多孔介質(zhì)中蓄熱過程的傳熱傳質(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熱傳播半徑的影響等特點，提出了在非采暖季進行土

2、壤蓄熱的理論和可行性。在實驗研究中，通過對非采暖季太陽能蓄熱過程的監(jiān)測，分析了通過土壤蓄熱達到提高土壤溫度，提高熱泵系統(tǒng)的性能指標的可行性和經(jīng)濟性。
　　 本文重點研究了太陽能-熱泵耦合系統(tǒng)運行模式的節(jié)能效果，并結(jié)合實驗數(shù)據(jù)建立了系統(tǒng)的熱泵機組數(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試探頭，搭建的太陽能—土壤源耦合系統(tǒng)實驗臺，可實現(xiàn)系統(tǒng)蓄熱、太陽能熱泵、太陽能—土壤源耦合熱泵、土壤源熱泵等多種循環(huán)運行模式。
　　

3、 通過非采暖季為時一個月的太陽能—土壤蓄熱實驗，供暖期太陽能輔助土壤源熱泵供暖、太陽能—土壤源熱泵聯(lián)合供熱、土壤源熱泵獨立供暖的實驗，對實驗數(shù)據(jù)進行了全面分析，并根據(jù)所得實驗數(shù)據(jù)驗證了數(shù)學(xué)模型的正確性。
　　 針對供暖季采用串聯(lián)模式和并聯(lián)模式供暖進行了優(yōu)化分析，在理論模型的基礎(chǔ)上編制了模擬計算軟件。結(jié)果表明：對于小規(guī)模供暖用戶，串聯(lián)供暖模式經(jīng)濟效益較差，不可行；并聯(lián)模式較單獨用土壤源熱泵進行供暖效果較好，在供熱負荷確定的情況下