蘭州地區(qū)太陽能-地源熱泵復合系統模擬研究.pdf

1、和常規(guī)的供熱方式相比，采用地源熱泵系統供暖具有運行費用低、低碳排放和環(huán)境友好型等諸多優(yōu)點。迫于環(huán)境和能源的壓力，地源熱泵的使用和推廣日益受到人們的關注，但在北方寒冷地區(qū)，一些賓館類典型建筑的熱負荷遠大于冷負荷，使得常規(guī)地源熱泵系統的地埋管吸熱量遠大于排熱量，土壤的溫度持續(xù)下降，地源熱泵的性能在運行年限內逐漸下降甚至失效，影響其在北方地區(qū)的推廣。為了解決這一問題，本文提出了適用于蘭州地區(qū)的太陽能-地源熱泵復合系統，并用TRNSYS軟件進行

2、了優(yōu)化研究，該系統分別使用兩個井群進行太陽能跨季度蓄熱和供冷，避免了使用一個井群時，太陽能蓄熱過程影響熱泵在供冷季的性能。
　　本文首先對蘭州地區(qū)某一賓館建筑的全年逐時負荷進行了模擬分析，對當地的太陽輻射情況也做了分析說明，為后續(xù)太陽能-地源熱泵系統的模擬研究奠定基礎。本文描述了太陽能-地源熱泵系統的設計方法，并對太陽能集熱系統的控制參數進行了優(yōu)化研究，得出了蓄熱和供熱設定溫度、集熱系統開啟和停止溫度、集熱器進出口溫差等控制參數的

3、優(yōu)化值。
　　本文以模擬年限內地埋管換熱器在冬季的最低出水溫度大于3.5℃為衡量指標，確定了不同鉆孔數下所需的最小集熱器面積，并通過靜態(tài)分析地埋管鉆孔數和最小集熱器面積的初投資，得出了基準建筑的最優(yōu)鉆孔數。本文還對集熱器面積增大時對系統運行性能的影響進行了研究，通過分析地埋管吸熱排熱的不平衡率和太陽能在冬季的供暖保證率等參數，確定了基準建筑的最優(yōu)集熱器面積。最后對空調井群土壤溫度場和熱泵的運行特性進行了分析，研究結果表明，空調井群