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地源热泵相变蓄能地板采暖系统性能研究

作　者: 康利改
导　师: 王景刚
学　校: 河北工程大学
专　业: 供热、供燃气、通风与空调工程
关键词: 相变蓄能地源热泵地板采暖热经济工程模糊分析性能分析
分类号: TU832.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

将以电力驱动、以浅层地热资源合理利用的地源热泵与相变蓄能技术相结合,不但能有效提高能量转换效率,而且能充分利用夜间低谷电,移峰填谷,既实现能源需求侧节能节资,也能实现能源供应侧的节能,降低电力投资,是一种高效节能环保的采暖热源方式。本文在总结以往国内外研究成果的基础上,研究地源热泵相变蓄能地板采暖系统的应用原理和节能效果,探讨其联合运行控制策略,其研究内容主要包括：1.在总结归纳相变材料的基础上,选择出合适的相变材料——定形相变材料,针对相变传热的特点,利用传热学理论,建立各求解模型的数学方程。2.与地源热泵相匹配的相变材料与地板基体材料复合工艺研究,建立地源热泵低温热水相变蓄能地板采暖模型,采用焓法数值模拟在不同的相变温度、相变潜热、相变半径、管内水流速、供回水温差、室内设计温度及管间距条件下相变材料的蓄热时间、地板层内不同点不同时刻的温度值。3.采用正交设计试验分析方法,对模拟结果分析,找出其主要影响因素及各因素的最优水平,选择出系统较优方案,此方案相变蓄热时间正好满足8小时谷价电时段,且相变终了时地板表面温度在27℃以上,满足人体热舒适需要。以时间为控制结束点,对此方案进行放热模拟,放热15小时后,地板表面平均温度维持在22.1℃左右,且分布也较为均匀。4.对三种供暖系统热源方案从能源、经济、工程等角度进行热经济工程模糊分析,得出地源热泵提供低温热水为最佳方案。5.开展冬季地源热泵间歇运行实验研究,对原始地温检测表明地源热泵可满足不同季节、不同运行条件下的实验要求。同时分析了间歇运行条件下,室内外温度、各井温度、单位井深换热量及供热性能系数的变化规律。指出间歇运行对土壤温度场的恢复是十分有利的,实验阶段单位井深吸热量23.78W/m,热泵机组平均循环性能系数为4.64；热泵系统平均循环性能系数为2.2。

地源热泵相变蓄能地板采暖系统性能研究

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