蓄热技术在太阳能地源热泵中的应用及模拟.docVIP

蓄热技术在太阳能-地源热泵中的应用及模拟 第25卷第1期 2008年3月 河北工程大学学报(自然科学版) JournalofHebeiUniversityofEngineering(NaturalScienceEdition) V01.25No.1 Mar.20o8 文章编号:1673—9469(2008)01—0063—05 蓄热技术在太阳能一地源热泵中的应用及模拟 王侃宏,谷铁柱,桂林平,王丽辉 (1.河北工程大学城建学院,河北邯郸056038;2.西北综合勘探设计研究院,陕西西安710003) 摘要:从太阳能一地源热泵系统中蓄热技术的运行方式入手,通过对太阳能显热蓄热过程的模 拟,指出了邯郸地区的太阳能一地源热泵采用无相变蓄热技术时,存在的问题和解决方法.同 时,对相变蓄热技术在太阳能一地源热泵应用进行了探讨,并对蓄热体的蓄热过程进行了模拟 与分析,结果表明:蓄热材料发生相变的时间与蓄热体半径密切相关,在实际应用时可以通过改 变后者来控制前者;离外边界越远,相邻点温差越小;由于相变边界点一直低于流体温度,这将 导致在8h内具有热流的存在,从而可延缓水温升高速度. 关键词:太阳能;地源热泵;蓄热;相变材料 中图分类号:TU831文献标识码:A Applicationofheatstorageinsolar——assistedground——source heatpumpsystemandnumericalsimulation WANGKarl—hong,GUTie—zhu,GUILin—ping~, WANGLi—hui (1.Co~egeofUrbanConstruction,HebeiUniversi~ofEngineering,Handan056038,China; 2.NorthwestResearchInstituteofEngineeringInvestigationsandDesign,Xi’an710003,China) Abstract:Theoperationwayoftheexperimentalsystemwasobtainedbyaccordingtosimulatingthesensi— bleheatstorageofsolarenergy.ThewaytosolvingproblemexistingWaspointedoutwhenSAGSHPshave noheatstorageofPCM.TheapplicationofheatstorageofPCMinSAGSHPswasintroducedandtheproce— dureofheatstorageoftheheatstoragebodywassimulated.Theconclusionisthatthetimeofphasechange isintouchwiththeradiusoftheheatstoragebody,SOitcanbecontrolledlater.Morefartherfromout— side,morelowerthetemperaturedifferenceofthepointis.Becausethetemperatureofthepointoutsideof PCMislowerthanfluent,thisCanproduceheatflowwithin8hours,thesecallpostponesthevelocityof thetemperatureelevating. Keywords:solarenergy;ground—sourceheatpump;heatstorage;PCM 地源热泵技术是以地下浅层土壤为热源,利 用地下土壤相对稳定的特性,通过消耗电能对建 筑物进行空气调节的技术.建筑的冷热负荷与地 区的气候,房间围护结构的热工性能,空调房间的 室内扰动有关.在北方地区可能出现建筑的热负 荷远大于冷负荷,冬季热泵机组向地下埋管的吸 热量大于夏季向地下的排热量,如果按冬季工况 必然增加投资,使地下温度场冬夏季不均衡,如果 减少埋管数量,使埋管井承担的负荷加大,冬季必 然导致土壤温度下降过快,从而使蒸发温度迅速 下降,使机组保护频繁停机J.所以,在此种情况 下,使单一的土壤源热泵系统受到限制,太阳能作 为一种清洁能源,其利用的潜力巨大.太阳能集 热器和埋人土壤的盘管组合,其设想是Penrod于 1956年首次提出[2l,但由于太阳能的能流密度低, 受天气影响具有不稳定的特点,以及在冬季工况 太阳能集热器的效率较低,阻碍了太阳能一土壤 源热泵的发展.从最近的国内外的文献看,土耳 其太阳能研究所的OnderOzgener对太阳能辅助地 源热泵用于温室供热系统的研究,从2003年l2月