太阳能地下水源热泵系统研究

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1、天津大学硕士学位论文太阳能-地下水源热泵系统研究姓名：王健强申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：朱家玲20070101中文摘要节约能源、提高能源利用率、开发利用新能源作为解决能源环境问题的重要手段，已被世界各国列为能源建设与发展战略的重点。太阳能．地下水源热泵因其节能性与环保性而具有广阔的发展前景。本文在分析单一太阳能热泵、地下水源热泵优缺点的基础上针对天津气候特点提出了太阳能．地下水源热泵的概念。在研究太阳辐射能、太阳能集热器和水源热泵相关理论的基础上，对太阳能．地下水源热泵系统的串联和交替模式进行了模拟研究。本文建立了适

2、用于天津地区的晴天瞬时太阳辐射模型，并在此基础上编制了集热器得热量的计算程序。为研究水源热泵性能，搭建了水源热泵实验台，选择了热泵机组各部件包括压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等，热泵工作介质选为R134a。本文利用C++语言编制了两种模式的计算程序，模拟结果显示：串联模式可以提高蒸发器进水温度，提高机组COP；交替模式可以使系统在一段时间内处于太阳能热泵阶段，因此可以减少抽水量，降低潜水泵的功耗。最后本文使用费用年值法对太阳能一地下水源热泵进行技术经济分析，以费用年值最小为最佳方案。计算表明：在供热负荷确定的情况下，集热器面积为1

3、8m2时的交替运行方案为最优方案。由于条件的限制，本文只限于对天津地区太阳能．地下水源热泵系统的运行工况进行了模拟研究，模拟的结果有待于实验的验证。本文的目的在于能为太阳能．地下水源热泵系统的设计、运行管理提供一些参考。关键词：太阳能一地下水源热泵系统串联交替模拟经济性分析ABSTRACTnlatsavingenergy,improvingefficiencyofenergyutilization嬲wellasdevelopingrenewableenergy雒mainwaystosolveenergy&environmental

4、problemshasbeentheemphasisonenergyconstructionanddevelopment．Solar-undergroundWaterSourceHeatPumpSystem(SWSHPS)hasabrighterfutureforitsenergysavingandenvironmentalprotection．11heSWSHPSisproposedaimsatclimatecharacteristicinTianjininthispaperbasedontheanalysisofadvanta

5、geanddisadvantageofSAHP&GSHPbeingusedrespectively．Onthebasisofresearchonsolarradiationenergy,solarcollectorandWSHP，simulationofSWSHPSinseriesandalternateconnectionmodearecarriedout．InstantaneoussolarradiationmodelforthecleardayinTianjinissetupandaprogramtocalculateofg

6、ettingheatbysolarcollectoriscompiled．TheexperimentdeviceofWSI-IPisbuilt,componentsofheatpumpunitincludingcompressor,evaporator,condenser,throttlevalveereareselectedandR134aiSdeterminedtobeactedasworkingfluidforWSHP．TwomodesofcalculatingprogramarecompiledbyC++．simulati

7、onresultsshowthatinletwatertemperatureinevaporatorandunitCOPcanbeincreasedinseriesconnectionmode，systemCanbeinsolar-heatpumpphaseinaltemationmode，thusproductionwaterflowrateandworkconsumptionofsubmersiblepumpcanbedecreased．Technology&economicanalysisofSWSHpSbycalculat

8、ingannualCOStismadeinthispaper,optimalschemeisdeterminedforitslowestannualcost．11heresultsindicateoptimalschemeisalternation