严寒地区太阳能与土壤源热泵耦合技术的分析与研究

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1、硕士学位论文严寒地区太阳能与土壤源热泵耦合技术的分析与研究ANALYSISANDSTUDYOFTHESOLAR-GROUNDCOUPLEDHEATPUMPSYSTEMINSEVERECOLDREGIONS吕中一哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TU833+.1学校代码：10213国际图书分类号：697密级：公开工程硕士学位论文严寒地区太阳能与土壤源热泵耦合技术的分析与研究硕士研究生：吕中一导师：李晓冬副教授申请学位级别：工程硕士学科、专业：建筑与土木工程所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工

2、业大学ClassifiedIndex:TK529U.D.C:628.8DissertationfortheDegreeofMasterinEngineeringANALYSISANDSTUDYOFTHESOLAR-GROUNDCOUPLEDHEATPUMPSYSTEMINSEVERECOLDREGIONSCandidate：LvZhongyiSupervisor：AssociateProf.LiXiaodongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Architec

3、tureandCivilEngineeringAffiliation：SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要建筑节能已越来越多的被人们所知道与重视。在能源形势日益严峻的今天，建筑节能的地位越发凸显。太阳能是一种清洁的可持续性发展的能源，土壤源热泵则是一种利用土壤低品位能的热泵技术。太阳能与土壤源

4、热泵相耦合，既能实现能量的高效利用，又可弥补两种能源各自的缺点与不足。具有很大的节能潜力。本文介绍了一种太阳能土壤源热泵耦合系统，在冬季运用土壤源热泵来进行建筑物供暖，太阳的辐射能提供全年生活热水供应，并在夏季辐射较强的时间进行土壤蓄热，来弥补土壤源热泵长期运行所导致的土壤温度变化。既实现了太阳能的换季利用，也提高了土壤源热泵的适用性。本文利用伊春地区已建的太阳能土壤源热泵耦合系统实际项目，针对严寒地区冬季室外温度低，供暖时间长，热负荷较大的情况，进行了太阳能土壤源热泵耦合系统应用，并对系统实际采暖季运行工况进行了全程测试。根据实际情

5、况选定了测试对象与测试方法，对太阳辐射强度、蓄热水箱温度、地埋管系统供回水温度、热泵机组供回水温度，系统流量、室内温度等相关参数进行了采暖季运行工况监测，并对太阳能热水系统、土壤源热泵系统实际运行状况进行了分析。在实验研究的基础上，本文利用TRNSYS软件进行了太阳能土壤源热泵耦合系统的模拟分析，通过从实际测试中得到的数据进行部件参数选择与模型建立。通过对模拟蓄热水箱温度及太阳能保证率的变化来分析系统的运行状况与性能，并对系统持续运行状态下，土壤温度的年变化规律进行分析，来说明土壤的热平衡型问题。最后以太阳能集热器面积为例说明了系统优

6、化与改进的方向与手段。为后续的研究奠定了一定基础。关键词：太阳能；土壤源热泵；耦合技术；TRNSYS模拟；严寒地区-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractMoreandmorepeoplebegintoknowandvaluebuildingenergyefficiency.Intoday'sincreasinglyseriousenergysituation,buildingenergyefficiencygetsamoreprominentposition.Solarenergyisacleanandsustainab

7、ilityenergy.Groundsourceheatpumpisakindofheatpumptechnologyusedlow-gradesoilenergy.Couplingbothcanachieveefficientusingofenergyandmakeupfortheirshortcomingsanddeficiencies.Ithasgreatpotentialforenergysavings.Thispaperintroducesasystemwhichusegroundsourceheatpumptosupply

8、buildingsheatinginthewinter,andusesolarradiationtosupplydomestichotwateralltheyear-round.Thesolarenergyisalsou