一、地热源热泵水平埋管换热器实验研究（论文文献综述）
曹亚兴[1]（2021）在《土壤蓄热与PV/T耦合系统夏季运行特性研究》文中研究表明当今社会能源成为制约国家发展的重要战略因素。能源问题事关全球应对气候变化进程,关乎国家安全、经济发展全局,影响深远,意义非凡。太阳能以其资源丰富,生态友好的优势得到国家的大力推广。目前对于太阳能的利用主要有光热利用和光伏利用两种方式。对于太阳能的光伏利用,由于光伏电池受温度影响较大,太阳辐照较强时,光伏电池板最高温度可达70～80℃,发电效率显着下降。土壤具有强大的储热能力,且地层温度一年四季相对稳定,土壤的这种特性使其成为绝佳的冷源和热源。本课题提出将土壤蓄热技术与PV/T技术相结合的方案,建立土壤蓄热与PV/T耦合系统,通过循环工质在PV/T集热器与地埋管换热器间循环流动,实现对光伏电池的冷却和对太阳能余热的回收,有效提高了太阳能的光伏发电效率。回收的热量储存于地下可用于冬季地源热泵供暖,解决地源热泵在寒冷地区应用的冬夏热量不平衡问题,一举多得,极大提高了能源利用的合理性。本文主要针对该系统的夏季运行特性进行模拟研究,主要工作如下:分析了PV/T集热器和地埋管换热器的结构及传热机理,在此基础上建立PV/T集热器和地埋管换热器的理论模型。相对于土壤蓄热而言,PV/T的蓄热性可忽略,因此PV/T采用稳态模型,土壤传热采用瞬态有限长线热源模型。针对环境条件变化引起的变热流工况,采用叠加法计算。在理论模型建立基础上,编写计算程序,求解PV/T集热器的热电参数和地埋管换热器的三维瞬态温度场,通过与文献的实验数据进行对比,验证了模型的准确性。针对不同的环境条件,为系统设计了循环泵关停模式和土壤冷却模式两种运行模式。根据吉林市气候特征,选取7月3日～8月3日共740h的气象数据,模拟耦合系统的夏季运性特性,包括系统的热效率、电效率、热功率、电功率、总效率、钻孔周围土壤温度场及地埋管进出口水温等参数的季节变化特性。在季节特性研究基础上,根据典型气象条件,研究了不同集热面积和循环水流量对PV/T集热器的热电特性、土壤轴向温度场及地埋管进出口水温的影响。结果显示,夏季运行时段内,地埋管出口水温普遍低于环境温度,在冷却通道开启时段内,系统平均电效率为15.1%,超过标准状态下的电效率15%,说明土壤可较好地冷却光伏。在土壤冷却模式下,系统热效率最高为67.7%,电效率最高为16.1%,总效率最高为81.3%,极大提高了太阳能的综合利用效率。本文研究为PV/T和地源热泵集成系统的应用提供了理论支持。
赵晗旭[2]（2021）在《含水沙土地源热泵相变热源实验研究与数值模拟》文中提出本文采用工程实验与数值模拟相结合的方法,开展对含水沙土地埋管换热器地源热泵在冬季供暖时土层温度变化和相变情况的研究,主要研究方法和研究内容如下:查阅相关资料和研究进展,在秦皇岛沿海沙滩地区设计并搭建含水沙土地源热泵供暖工程实验台,监测供暖期内地埋管换热器周围含水沙土的温度变化、热泵机组热水和热源两侧进出口温度变化、室内外气象参数变化和耗电量变化等情况,发现含水沙土层放热潜力巨大,地源热泵供暖效果良好,系统综合COP为2.41。对含水沙土埋管换热器进行流固耦合传热分析,通过数值求解过程中的湍流模型、凝固和融化模型、多孔介质模型等理论基础,建立含水沙土地埋管换热器数值模型。以秦皇岛含水沙土地源热泵供暖工程实验为基础,建立地埋管换热器和周围含水沙土的物理几何模型。通过ANSYS Fluent软件对供暖期内埋管换热器周围含水沙土温度场变化进行模拟,发现海水潮汐渗流现象是维持含水沙土层温度场稳定、含水沙土地源热泵冬季供暖平稳运行和热平衡问题的关键因素。最后,在已有研究的基础上,完整设计一套含水沙土地埋管换热器地源热泵实际工程,在供暖期为三个月,每天运行十个小时的情况下,系统回收期为两年,节能效果显着。
贺海洋[3]（2021）在《岩溶地下水渗流对竖直地埋管换热性能影响的模型试验与数值模拟》文中研究说明地源热泵是一种通过地埋管换热器内循环水与恒温地层进行热交换的节能技术,利用地热能供夏季制冷和冬季取暖。在地源热泵系统组成中,地埋管换热器作为主要组成部分,是决定地源热泵能效的关键,而地下水与地埋管换热器的换热效率密切相关,因此研究地下水渗流对地埋管换热器的影响是地源热泵技术研究的重点之一。且我国大面积的存在着一些特殊土体如红黏土主要分布于广西一带,而这类特殊土体往往具有特殊的物理力学性质,想要将地源热泵技术更好的在全国各地进行推广就需要将地源热泵技术和这类特殊土体结合研究,因此特殊土体中地埋管换热器换热性能的研究是未来地源热泵技术研究的重点之一。本文结合广西桂林当地地质水文基于达西定律和地下水流动传热理论,研制出一个地下水渗流-地埋管传热试验平台,以地埋管换热器中循环水温和渗流水渗流速度为变量探讨三维土体在温度场和渗流场耦合作用下土壤的传热效能。试验结果表明:（1）自主研发的土壤三维热-渗传递试验台具有一体性好、测试精度高、操作简单方便等优点,可有效模拟岩溶地区三维土体在温度场和渗流场耦合作用下土壤的传热效能。（2）土体饱和无渗流条件下,饱和区土体中等温线呈近似圆形,即土壤中温度关于热源近似成对称分布,热源附近温度梯度最大,随着远离热源土壤温度不断降低;（3）在饱和渗流的情况下,渗流区土体中等温线不再呈圆形分布,而是沿渗流方向发生偏移,即下游的温度梯度大于上游,随着渗流速度的增加,等温曲线的面积不断减小。基于有限元法的多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics构建了三维地埋管热渗耦合模型,对冬季制热渗流速度的影响及夏季制冷渗流水温度的影响进行模拟分析,模拟分析了三维地埋管热渗耦合模型系统运行120h的温度场,主要结论为:（1）对冬季制热渗流速度的影响模拟,饱和无渗流下,渗流层土体中温度场以地埋管换热器为圆心成圆形分布,在渗流速度的情况下,温度场像渗流方向偏移,地埋管换热器附近低温温度范围随着渗流速度的增加而减小,渗流上游区域温度明显高于下游;（2）相同渗流速度下,渗流水水温对地埋管换热器换热量影响显着,当渗流水水温低于土体初始温度时,土体内热源附近及渗流下游区温度场先急剧增加后缓慢减小最终趋于稳定,上游远离热源处温度场急剧减小后趋于稳定;当渗流水水温高于土体初始温度时,土体内温度场先急剧增加后趋于稳定;渗流水水温通过改变土体温度分布进而影响地埋管换热器的换热。
张东海[4]（2020）在《分层和渗流条件下竖直地埋管换热器传热特性研究》文中认为地源热泵系统通过地下埋管换热器实现和周围地下岩土介质的热量交换,地下埋管换热器设计合理与否,决定着地源热泵系统的可靠性和经济性,是地源热泵系统能否安全高效运行的核心所在。建立准确的地下埋管换热器传热模型并用以预测其传热特征和传热规律,是合理设计地下埋管换热器的前提。地下岩土构造复杂多变,一般呈现出明显的分层特性,甚至局部出现地下含水分层构造,地埋管和周围岩土间的传热本质上属于变物性复杂介质条件下的非稳态传热问题。开展复杂条件下岩土介质中地埋管的传热规律研究,对于地埋管换热器的设计和优化具有重要的实际意义。本文采用理论解析、数值模拟、原位实验和室内测试相结合的方法,开展了复杂条件下竖直地埋管换热器的传热特性研究。通过建立能够准确反映现场实际地质条件的地埋管传热理论和数值模型,研究了分层和渗流条件下地埋管的传热规律和影响因素,并将地埋管传热模型和热泵机组模型以及建筑负荷模型耦合,丰富了复杂条件下地源热泵系统动态模拟计算理论和方法。主要内容如下:（1）基于内热源理论、分离变量法和格林函数法,以单个瞬时圆环状热源作为基本单元,提出并建立了竖直埋管换热器分层传热一体化理论模型,详细推导并获得了该理论模型的解析式。模型可统一描述钻孔和桩基竖直埋管换热器的分层传热问题,且考虑了岩土介质的横观各项同性特征,具有较为广泛的适应性。对地埋管单管和管群作用下的传热规律进行了深入研究,获得了长时间运行时分层参数对壁面平均温度的影响规律,给出了分层和均质假设下岩土温度响应的差异,表明了采用分层模型预测地埋管传热的必要性和科学性。（2）综合考虑地面对流传热边界、地下渗流条件和岩土体的横观各项同性特征,基于移动热源理论和格林函数法,建立了地面对流传热边界条件下存在地下水渗流时地埋管换热器的渗流传热理论模型,并获得了该理论模型的解析解。模型突破了传统理论将地面边界设定为第一类边界条件的限制,更切合工程实际,且更具普适性和准确度。基于该理论模型,研究了地下渗流、地面对流作用和热源径向尺寸对地埋管周围岩土温度的影响规律,可为渗流条件下地源热泵工程的设计和优化提供理论支持。（3）基于修正的管道流模型,建立了分层和渗流复杂地质条件下竖直埋管换热器三维瞬态热-渗耦合数值模型。模型通过管内一维和管外三维结合来描述地埋管换热器和周围岩土介质间的渗流和传热耦合问题,在保证计算精度的前提下,可改变由于换热管大长径比而引起的网格质量不高的弊端,显着提高计算效率。利用数值模型,研究了岩土分层和渗流条件下单管和管群作用时钻孔内部的传热特性和影响因素,获得了钻孔壁面及管内流体温度和热流的竖向分布规律。（4）搭建了工程尺度的地埋管原位热响应实验系统,基于p阶线性模型研究了分层岩土中管内流体温度分布特征和综合热性参数的确定方法。结果表明,相对于线性和对数分布,采用p阶线性模型拟合流体温度分布具有更好的精度。此外,利用原位热响应实验数据对三维瞬态数值模型在工程尺度上的适用性进行了验证,为开展复杂条件下地源热泵工程系统的性能模拟计算打下了基础。（5）综合考虑地温季节性波动及岩土体分层和渗流条件,建立了包含建筑负荷模型、地埋管换热器热-渗模型和热泵机组模型的地源热泵系统动态性能模拟计算耦合模型,丰富了复杂地质条件下地源热泵系统长期运行性能模拟计算方法。研究了夏季冷负荷占主导的冬夏不平衡负荷作用下、分层和渗流岩土介质中地源热泵系统长期运行能效的变化规律,获得了负荷特征、地层季节性温度波动、分层渗流、埋管间距因素对地源热泵系统长期运行能效的影响规律。该工作可为复杂条件下地源热泵工程的优化设计和地下储能系统的开发利用提供较为准确的计算理论和方法。
王煜升[5]（2020）在《基于地质分层的竖直地埋管换热器模型与应用研究》文中研究指明土壤源热泵技术利用浅层地热能进行供热和制冷,具有清洁、高效,稳定的特点。在进行热泵系统设计时,往往将土壤作为等效的均匀介质进行地埋管换热器的设计计算,忽略了地质环境的影响。基于实际的地质分层状况,在多孔介质传热理论的基础上,本文建立了考虑地下水渗流的分层地埋管换热器数值模型,计算了地埋管换热器中U型管内的水温分布特性,地埋管换热器周围土壤的温度分布及其换热特性,分析了岩土轴向分层和地下水渗流对地埋管换热器换热特性的影响。首先,在综合分析地埋管换热器换热机理的基础上,本文建立了均质地埋管换热器三维数值模型,在恒定进水温度和恒定加热功率两种工况下,利用DST（Duct Storage System,DST）模型验证了数值模型的计算精度。在恒热流工况下,定量计算了均质地埋管换热器模型沿轴向、径向温度分布和换热特性。其次,通过建立的岩土轴向分层地埋管换热器数值模型,实施热响应测试,利用获得的热物性参数建立均质地埋管换热器模型。在5kW恒热流工况下,利用两个模型计算结果,对比分析了岩土轴向分层对地埋管换热器换热特性的影响。结论显示,100h时分层模型循环流体进出水平均温度比均质模型高2.2%;地埋管周围土壤温度沿轴向不同层存在较大差异性,100h时地埋管管壁总热通量的加权平均值比均质模型高3.2%。最后,通过建立了耦合地下水渗流的分层地埋管换热器模型,结合热响应测试确定了均质模型的热物性参数。在5kW恒热流工况下,对比了有/无渗流的分层地埋管换热器模型和均质模型的计算结果。100h时分层渗流模型循环流体进、出水平均温度较无渗流分层模型低4.3%,较均质模型相应值高5.4%;100h时无渗流分层模型钻孔壁温度的加权平均值比分层渗流模型高6.6%;存在多层地下水渗流时,U型管高温区（第二层）渗流的影响较大,100h时渗流层的平均总热通量较无渗流模型高33.7%。本文通过基于地质分层耦合渗流的地埋管换热特性计算,对比分析了地埋管换热器实际换热特性与均质模型的差异。为结合地质勘探实际,确定各地质分层热物性参数的基础上,实现地埋管换热器的精确设计奠定了理论基础。
侯正芳[6]（2020）在《竖直套管式地埋管非稳态传热实验与模拟研究》文中研究指明化石燃料的大量消耗给当今环境造成了很大污染,作为可再生能源之一,浅层地热能因此得到了广泛的应用。地源热泵作为一种有效的技术手段,在浅层地热能利用方面扮演着重要的角色。其中,地埋管换热器传热性能的好坏直接决定了地源热泵运行的高效性和稳定性。目前针对地埋管换热器的研究大多集中于U型地埋管换热器。相比之下,竖直套管式地埋管换热器具有结构简单、充分利用钻孔资源以及换热量大等优势,而正得到逐渐的认识和应用。但目前针对竖直套管式地埋管换热器传热性能的实验与数值模拟研究相对较少。为此,本文搭建了砂箱实验台以及建立了三维竖直套管式地埋管数理模型,通过实验和数值模拟两种方法研究了竖直套管式地埋管换热器及其周围土壤的非稳态传热特性,以期望为竖直套管式地埋管换热器的应用和认知提供理论依据和具体指导。本文首先搭建了竖直套管式地埋管传热特性砂箱实验台,实验研究了竖直套管式地埋管非稳态传热特性,分析了流体进口水温、进口流量及蓄取热运行模式等因素对竖直套管式地埋管及其周围土壤传热特性的影响,获得了竖直套管式地埋管周围土壤温度、单位井深换热量以及平均传热系数的变化规律。实验研究结果表明:在满足地埋管材质温度变形范围内,可通过提高进口水温来提高单位井深换热量;流体进口水温越高,距离地埋管较近处土壤的温度变化越明显;增加流体进口温度和流量对于钻孔处土壤平均传热系数并无较大影响;土壤蓄热过程中,流量越大,其土壤温度越高;在交替运行模式分别为1:1与1:2情形下,运停比越小,地埋管周围土壤温度波动范围越大;连续运行模式下,平均传热系数呈现出先下降随后保持不变的变化规律;间歇运行模式下,平均传热系数在036（W/m?℃）之间波动,呈现出由高到低逐渐趋于零的上下波动的周期性变化;取热过程中,针对径向距离较远处的土壤温度波动受到运停比的影响会小;间歇运行模式下的单位井深换热量比连续运行模式下的高;相对于单一蓄热或者取热运行时,连续运行蓄/取热交替过程的单位井深换热量较高,并且其平均传热系数较大。然后,本文建立了三维竖直套管式地埋管换热器非稳态传热数理模型,利用本文所得实验数据对数理模型进行了实验验证。在此基础上,数值模拟研究了竖直套管式地埋管换热器非稳态传热过程,分析了管径、进出口方式、循环介质、回填材料、土壤初始温度以及底部间距等因素对竖直套管式地埋管换热器非稳态传热特性的影响,获得了单位井深换热量、能效系数以及地埋管周围土壤温度的变化规律,讨论了套管式地埋管换热器的热短路现象。数值模拟研究结果发现:外管径不变,内管径越大,单位井深换热量越大;内进外出流动方式下的单位井深量较大;循环介质导热系数越大,单位井深换热量越大;土壤初始温度越低,单位井深换热量越大;内管径越大,土壤初始温度越高地埋管换热器的能效系数好;管径组合为90/54时,热短路现象最严重;循环介质选用氯化钙溶液可以有效的减缓热短路现象。回填材料的导热系数越大,同一径向距离的土壤温度越高;外进内出的流动模式下,温度在径向距离方向上影响的范围大。在本文计算条件下,内管底部与外管底部之间的距离为1.5m时,地埋管中的流体与周围土壤传热效果较好;渗流速度越大,地埋管换热量也就越大,沿着渗流方向出现热堆积的现象。
刘磊[7]（2020）在《基于Trnsys的养殖场空调系统节能优化仿真研究》文中认为随着农村经济结构的调整和国家政策的大力扶持,我国养猪业正快速向规模化、集约化的饲养模式转变,养猪现代化、规模化将是未来的发展趋势。而在现有的饲养管理中,猪舍室内温度是否均衡稳定,将直接影响到仔猪成活率、猪的生长发育及饲料利用率。鉴于本文的养猪场需要消耗大量的地下水和产生大量的排泄物,为实现能源的可循环利用,本文分别采用地下水源热泵和生物质源热泵作为猪舍空调系统的冷热源。此外,猪舍内存在大量氨气,不宜采用湿工况空调末端,故采用毛细管辐射网栅作为空调系统的末端设备。本文以分娩猪舍为研究对象,首先基于Trnsys软件搭建分娩猪舍建筑模型,模拟了冬夏季空调冷热负荷,验证了毛细管网模型的准确性,并分别探讨了供水温度、供水流量对室内温度及毛细管网辐射末端制冷能力的影响。模拟分析显示,毛细管网的供水温度每降低1℃,单位面积制冷量大致增加4.38W/m2,室内温度大致降低0.63℃,而供水流量对毛细管网供冷能力的改善并不明显。然后通过ANSYS软件建立了生物质池下的土壤模型,分析了生物质池下全年土壤垂直温度变化情况,为空调系统的仿真模拟提供了水平埋管处周围土壤温度的逐时变化数据。最后在Trnsys中搭建了地下水直供式辐射空调系统、地下水源热泵+毛细管栅辐射空调系统、土壤源热泵辐射空调系统及生物质源热泵辐射空调系统四种仿真模型,对各设计方案的室内温度、毛细管供回水温度、机组性能系数及系统能耗等参数进行了分析,并着重对土壤源热泵系统及生物质源热泵系统进行了对比分析,此外还探讨了地下埋管对猪舍内CH4排放的影响以及土壤温度恢复情况。研究结果表明:夏季,土壤源热泵系统比生物质源热泵系统节能2.8%;而冬季,生物质源热泵系统比土壤源热泵系统节能5.7%,从全年的节能率看,生物质源热泵系统具有一定的节能潜力。以生物质源热泵系统为基准,地下水源热泵+毛细管栅辐射空调系统全年可节约24.3%的能量,且全年耗水量为9162m3。而地下水直供式辐射空调系统夏季总能耗比生物质源热泵系统降低了36080kWh,节能88%,但全年消耗地下水量为21888m3,该系统不仅无法满足室内设计温度要求,而且国家严禁非法取水,故该方案并不适用。此外,当水平埋管深度为0.6m时,不会加剧猪舍内CH4的排放;若将冬季沼气保温系统加入到生物质源热泵系统中,并将室内温度波动控制在±1℃范围内,不仅可以有效缓解土壤热堆积问题,还能实现生物质源热泵系统的节能潜力。对于农村养殖项目,无自来水供应时,优选地下水源热泵+毛细管栅辐射空调系统;而对于非农村养殖项目,有自来水供应时,优选生物质源热泵辐射空调系统。鉴于该项目位于农村,优选地下水源热泵+毛细管栅辐射空调系统,而生物质源热泵系统中加入冬季沼气保温系统,也具有一定的节能优势,且无需开采大量的地下水资源,故生物质源热泵辐射空调系统可作为备选方案。但地下水直供式辐射空调系统不仅无法满足室内设计温度要求,而且地下水开采须符合国家规定,故此方案不具有可行性。
马硕[8]（2020）在《典型农村住宅地源热泵系统实验与模拟研究》文中指出随着我国农村地区社会经济的快速发展,农村居民对住宅舒适度的要求越来越高,由此引起的农村建筑能耗增加和环境问题日益突出。地源热泵作为一种既节能又环保的空调系统,在满足农村住宅空调冷热需求、改善环境条件方面有着广阔的应用前景。本文通过建筑缩尺实验和全尺寸数值模拟,研究了典型农村住宅地源热泵系统地下温度场化情况,分析了室内温度变化对地源热泵机组和系统性能系数COP的影响规律,并利用TRNSYS软件模拟了三种工况下200m2典型农村住宅全年冷热负荷与地源热泵系统性能系数及各部分能耗的变化情况。首先实测了冬夏季实验前、实验后和实验过程地下25m、50m、75m和100m四个测点土壤温度与环境温度之间的关系,发现虽然环境温度波动较大,但四个测点土壤温度变化很小,基本不受环境温度的影响。另外,现场实测了冬夏季室内温湿度变化情况,发现在没有新风和排风的情况下,冬季随室内温度的升高,相对湿度则逐渐降低,夏季室内相对湿度远高于冬季,且随着室内温度升高,相对湿度也呈下降趋势。其次,本文还通过实验研究了冬夏季室内设定温度对地源热泵机组和系统运行性能、热泵机组耗电量、循环水泵耗电量、系统耗电量及地下温度场的影响。结果表明:冬季随着室内设定温度的升高,室内需要的热量越多,地源侧供回水温差越大,地下土壤温度下降的越多,热泵机组和系统COP均呈下降趋势;夏季室内设定温度越高,维持室内温度所需冷量越少,热泵机组启停越频繁,从而使耗电量增大,所以机组COP越低。受设备运行模式限制,当热泵机组停止运行时,循环水泵仍然在运行,因此水泵耗电量占比就越高,系统的COP会越低。随室内设定温度的提高,向地下存储的热量越少,所以地下土壤平均温度就越低。最后,本文利用TRNSYS软件模拟分析了三种工况下200m2典型农村住宅全年冷热负荷、累计制热量和制冷量及热泵机组、系统和循环水泵耗电量。模拟结果表明:夏季制冷工况下,系统COP随室内温度降低而升高;冬季采暖工况下,系统COP随室内温度升高而升高,与实验结果相符;热泵系统在运行一年后,三种工况的地下土壤平均温度均出现下降趋势,表明该系统出现了冷热不平衡问题,在长期运行过程中需要予以关注,以保证地源热泵系统运行的高效和稳定。
陈申伟[9]（2020）在《太阳能和地源热泵联合系统用于供暖的优化研究》文中研究表明现代社会中,能源已经成为人类赖以生存的物质基础,更成为制约世界各国城市化发展及工业化推进的重要因素,如今世界各国皆面临着节能减排的压力。从目前各个国家的能源消费配比来看,建筑能耗占到了一次能源消耗总量的20%到45%,而建筑总能耗中有七成以上用于空调的采暖和制冷。在当下倡导节能减排和可持续发展的大背景下,研究太阳能-地源热泵系统具有重要意义。本文首先利用TRNSYS系统对天津地区典型气候条件下一太阳能-地源热泵系统进行建模,通过实验与模拟数据的对比验证模型的准确性。结果表明在两天运行时间内集热器出口温度的最大误差为10.1%,其余时刻数据的误差均在±10%以内,集热器有效集热量的误差为18.4%;两天运行时间内地埋管进口温度的最大误差为15.4%,出口温度最大误差为11.8%,其余时刻数据的误差均可维持在15%以内,两天时间内热泵机组的供热功率误差均维持在±11.6%以内。本文针对太阳能-地源热泵联合供暖系统进行研究,并对系统中两个最主要部件:太阳能集热器及地埋管换热器进行物理和数学建模,分析了外部参数对换热性能和系统经济型的影响,结果表明,在天津地区的供暖季中,集热器倾角为55°、集热器面积为8m10m时太阳能热水系统可以得到最优的性能和经济性;地埋管入口流速为0.8m/s时系统换热性能最佳,地埋管长度为00m时可以保证系统有最好的经济性。与此同时,土壤导热系的增大对地埋管的换热性能有着积极的影响。本文还对太阳能-地源热泵的几种联合供暖模式进行数学建模,分析了每种模式的运行原理。基于TRNSYS仿真平台对太阳能-地源热泵系统的四种供暖方式进行建模,并分别模拟了每种模式在天津地区典型气候条件下供暖季的运行特性。结果表明,以并联模式运行时拥有最佳的性能和经济性,采用此模式时热泵机组COP为5.03,系统季节COP为4.23;以串联模式A运行时系统的环保效益最好,系统持续运行十年后土壤平均温度仅下降了0.9℃本文通过使用TRNSYS软件建立了一个将串联运行模式与并联运行模式相结合的新系统对太阳能-地源热泵原有系统的运行方式做了优化。优化后的系统较之前单独运行并联模式供暖减少了14.1%的土壤换热量,蓄热水箱供热量增加了65.6%;较单独运行串联模式供暖减少了8.6%的耗电量,并且机组的COP增加了1.6%,系统COP增加了9.1%。
宋梦瑶[10]（2020）在《分区串并联式太阳能-地源热泵跨季节蓄热组合系统优化研究》文中进行了进一步梳理太阳能-地源热泵跨季节蓄热组合（SAGSHP）系统可在全年利用太阳能的基础上弥补太阳能作为单一热源的不稳定性,有利于资源的可持续利用,已被广泛用于暖通空调领域。传统SAGSHP系统地埋管群主要包括串联与并联两种形式,管群串联式系统具有换热温差大的优势,但其整体换热效率低;管群并联式系统可获得较大的换热效率,但其换热温差偏小。为克服传统SAGSHP系统管群串联连接换热效率低而并联连接换热温差小的问题,从而获得较高的换热温差与换热效率,本研究提出了一种地埋管群分区串并联的SAGSHP组合系统。利用TRNSYS-18建立了分区串并联式SAGSHP组合系统物理模型,模拟分析了不同串并联分区面积、不同蓄热量的情况下,系统的运行模式、土壤温度场、地源热泵进出口温度、短期蓄热水箱平均温度的变化情况,得到了分区串并联式SAGSHP组合系统的最佳分区与蓄/取热设计原则;进一步,建立了分区串并联式SAGSHP组合系统的优化模型,研究了不同地区分区串并联式SAGSHP组合系统容量与运行的匹配关系,为该系统的合理利用提供指导。主要研究结果及结论如下:（1）通过建立分区串并联式SAGSHP组合系统物理模型,在不同串并联分区面积、不同蓄热比例的情况下进行系统性能模拟分析,并与同规模下传统系统进行对比,结果表明:串联区与并联区蓄热比例不建议按照分区面积分配,但若盲目缩小地埋管群面积、增大蓄热比例,SAGSHP系统虽在供热初期可满足直接供热条件,使热泵开启时间减少,但后期土壤温度下降过快,且热泵COP与系统SCOP较传统系统均有所降低。在串联区与并联区面积比为1:4,蓄热量为3:2时,系统具有最好的综合性能,此时热泵COP可达4.5,系统SCOP可达5.2,SCOP较传统并联系统提高13.0%,较传统串联系统提高18.1%,且系统运行状况稳定,可满足末端供暖需求。（2）以全生命周期内费用最小为目标函数,建立分区串并联式SAGSHP组合系统优化模型,对典型城市进行系统容量匹配,结果表明:在太阳能资源丰富的严寒和寒冷地区,采用太阳能短期蓄热即可满足用户采暖需求,故不建议该气候区采用太阳能长期蓄热作为建筑采暖热源。对于严寒-太阳能不丰富地区,建议采用推荐范围内的最低太阳能保证率设计系统规模;而对于寒冷-太阳能不丰富地区,可通过太阳能集热面积与蓄热水箱、热泵容量的合理配置,提高系统的综合性能。（3）以全生命周期内费用最小为目标的系统运行优化结果表明:各地区推荐蓄热温差为58℃。在严寒地区,随着太阳能资源丰富程度的降低,各城市最佳蓄热温差逐渐减小,而在寒冷地区则呈相反趋势。除代表严寒-太阳能资源一般地区的乌鲁木齐外,若蓄热水箱温度低于采暖设计供水温度,不建议通过增大流量的方式从蓄热水箱获取热量,推荐直接开启地源热泵以满足用户需求。（4）各典型城市容量匹配与运行优化对比结果表明:优化后虽然热泵COP总体上变化不大,但系统SCOP显着提升。进行容量匹配后系统SCOP最高可提高20%以上,进行运行优化后寒冷地区SCOP提高率可高于同太阳能资源的严寒地区4倍以上。若系统经济性相差不大,推荐在太阳能资源较丰富以及一般的地区,对严寒地区采用容量匹配,寒冷地区进行运行优化。通过上述研究,获得了分区串并联式SAGSHP组合系统的最佳设计原则,并证明了系统运行的高效性与稳定性。在此基础上,进行了该系统在不同类型气候区的适用性与优化研究,使系统在节约全生命周期费用的同时,提高系统SCOP,为系统在各类气候区的高效利用提供了设计方案与运行策略。
二、地热源热泵水平埋管换热器实验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、地热源热泵水平埋管换热器实验研究（论文提纲范文）
（1）土壤蓄热与PV/T耦合系统夏季运行特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 PV/T集热器的研究现状 |
| 1.2.2 土壤蓄热的研究现状 |
| 1.2.3 太阳能与土壤蓄热耦合系统研究现状 |
| 1.2.4 国内外研究现状简析 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 PV/T集热器与地埋管换热器模型的建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 PV/T集热器模型的建立 |
| 2.2.1 PV/T集热器的结构 |
| 2.2.2 PV/T集热器模型的建立 |
| 2.3 地埋管换热器模型的建立 |
| 2.3.1 地埋管换热器的结构 |
| 2.3.2 地埋管换热器的传热 |
| 2.3.3 土壤初始温度 |
| 2.3.4 U型管换热器的传热模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 土壤蓄热与PV/T耦合系统模型的求解 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PV/T集热器模型的求解 |
| 3.3 地埋管换热器模型的求解及验证 |
| 3.3.1 地埋管换热器模型的求解 |
| 3.3.2 有限长线热源模型验证 |
| 3.3.3 土壤初始温度模型验证 |
| 3.4 土壤蓄热与PV/T耦合系统模型的求解 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 土壤蓄热与PV/T耦合系统的夏季运行特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 PV/T集热器的热电特性 |
| 4.2.1 PV/T集热器的季节运行特性 |
| 4.2.2 PV/T集热器的日运行特性 |
| 4.3 地埋管换热特性 |
| 4.3.1 土壤温度的季节变化特性 |
| 4.3.2 土壤温度的空间分布特性 |
| 4.3.3 地埋管进出口水温变化特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）含水沙土地源热泵相变热源实验研究与数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外相关内容研究现状 |
| 1.2.1 浅层地热能研究现状 |
| 1.2.2 地源热泵研究现状 |
| 1.2.3 地埋管地源热泵在土壤冻结情况下的研究现状 |
| 1.2.4 土壤源热泵相变热源研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 含水沙土地埋管相变热源实验研究 |
| 2.1 实验准备 |
| 2.1.1 海水表面温度变化 |
| 2.1.2 海水潮位变化 |
| 2.2 实验概述 |
| 2.3 实验系统的组成 |
| 2.4 实验设备 |
| 2.4.1 热泵机组的选取 |
| 2.4.2 冷热水箱的选取 |
| 2.4.3 地埋管换热器的设计 |
| 2.4.4 循环泵的选取 |
| 2.4.5 用户末端的选取 |
| 2.4.6 循环介质 |
| 2.4.7 机组设备房的选取 |
| 2.4.8 实验测试仪器的选取 |
| 2.5 实验测点的布置 |
| 2.6 实验结果与数据分析 |
| 2.6.1 原始土层温度的变化 |
| 2.6.2 机组运行一个启停工况土层温度的变化 |
| 2.6.3 机组连续运行时土层温度的变化 |
| 2.7 实验结果计算和经济性分析 |
| 2.7.1 极端工况下的COP |
| 2.7.2 十二月热泵系统平均COP |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 含水沙土地埋管换热器传热模型的建立 |
| 3.1 多孔介质相关理论 |
| 3.2 流固耦合传热分析 |
| 3.3 含水沙土地埋管换热器传热过程分析 |
| 3.4 含水沙土地埋管换热器的数学模型 |
| 3.4.1 管内流体流动的基本控制方程 |
| 3.4.2 管内流体流动的通用控制方程 |
| 3.4.3 管内近壁面边界湍流层控制方程 |
| 3.4.4 含水沙土多孔介质相变热源控制方程 |
| 3.5 含水沙土地埋管换热器的物理模型 |
| 3.5.1 物理模型的简化 |
| 3.5.2 物理模型的建立 |
| 3.5.3 物理模型网格的划分 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 含水沙土地埋管换热器传热过程数值模拟 |
| 4.1 FLUENT软件 |
| 4.2 FLUENT求解设置 |
| 4.2.1 一般设置 |
| 4.2.2 物理模型的选择 |
| 4.2.3 材料参数的设定 |
| 4.2.4 多孔介质域的设定 |
| 4.2.5 边界条件的设定 |
| 4.2.6 求解器设置 |
| 4.3 数值模拟与实验验证 |
| 4.3.1 初始温度场 |
| 4.3.2 放热后的温度场变化 |
| 4.3.3 测点温度对比 |
| 4.3.4 模型误差分析 |
| 4.3.5 海水渗流对温度场的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 含水沙土地埋管热泵系统应用实例 |
| 5.1 建筑概况 |
| 5.2 系统设计计算 |
| 5.2.1 室内外设计参数 |
| 5.2.2 系统总体方案 |
| 5.2.3 负荷计算 |
| 5.2.4 主要设备选型 |
| 5.2.5 埋管换热器设计计算 |
| 5.2.6 室内末端的选取 |
| 5.3 运行效益分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（3）岩溶地下水渗流对竖直地埋管换热性能影响的模型试验与数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地源热泵的研究现状 |
| 1.2.2 地埋管换热器模型试验研究现状 |
| 1.2.3 地埋管换热器数值模拟研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第2章 岩溶地下水渗流-地埋管传热试验平台研制 |
| 2.1 试验平台研制的工程背景 |
| 2.1.1 地源热泵技术 |
| 2.1.2 桂林岩溶地质条件 |
| 2.2 岩溶地下水渗流-地埋管传热试验平台研制 |
| 2.2.1 岩溶区GSHP应用场景概化 |
| 2.2.2 室内物理模型概化 |
| 2.2.3 室内模型试验设计构想 |
| 2.2.4 试验平台研制过程 |
| 2.2.5 试验土箱填筑过程 |
| 2.2.6 传感器布置方式 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 岩溶地下水渗流-地埋管换热模型试验 |
| 3.1 试验材料 |
| 3.2 试验方案及过程 |
| 3.3 传感器布点编号 |
| 3.4 试验结果及分析 |
| 3.4.1 第一类工况分析(无渗流) |
| 3.4.2 第二类工况分析(夏季制冷) |
| 3.4.3 第三类工况分析(冬季制热) |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 地下水渗流下地埋管换热系统模型构建及验证 |
| 4.1 三维热渗耦合模拟控制方程 |
| 4.1.1 达西定律 |
| 4.1.2 多孔介质传热控制方程 |
| 4.1.3 地埋管传热控制方程 |
| 4.2 地埋管热渗耦合模型 |
| 4.2.1 模型构建 |
| 4.2.2 边界及初始条件 |
| 4.2.3 网格划分 |
| 4.3 数值模型验证与预测 |
| 4.3.1 饱和无渗流-热源影响验证 |
| 4.3.2 夏季制冷-渗流速度影响验证 |
| 4.3.3 冬季制热-渗流速度影响的验证与模拟 |
| 4.3.4 饱和渗流-渗流水水温影响的模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）分层和渗流条件下竖直地埋管换热器传热特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 2 分层岩土介质中地埋管传热理论模型和传热规律研究 |
| 2.1 研究思路和物理模型 |
| 2.2 格林函数的获得 |
| 2.3 分层传热理论模型的解析解 |
| 2.4 分层传热理论模型的验证 |
| 2.5 分层传热温度响应规律 |
| 2.6 管群作用下分层传热温度响应规律 |
| 2.7 岩土分层参数对温度响应的影响 |
| 2.8 分层模型适用时间尺度分析 |
| 2.9 本章小结 |
| 3 渗流岩土介质中地埋管传热理论模型和传热规律研究 |
| 3.1 物理模型及假设 |
| 3.2 格林函数的获得 |
| 3.3 渗流传热理论模型的解析解 |
| 3.4 渗流传热理论模型解析解的验证 |
| 3.5 渗流作用下温度响应规律 |
| 3.6 地面对流效应的影响分析 |
| 3.7 热源尺寸效应的影响分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 分层和渗流条件下地埋管换热器热-渗耦合数值分析 |
| 4.1 数值模型 |
| 4.2 数值模型的验证 |
| 4.3 含渗流分层岩土介质中地埋管传热规律 |
| 4.4 管群作用下含渗流分层岩土中地埋管传热规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 分层岩土介质中地埋管管内流体传热特性实验研究 |
| 5.1 测试原理 |
| 5.2 实验系统 |
| 5.3 岩土分层特征和初始岩温 |
| 5.4 恒热流工况实验结果与分析 |
| 5.5 恒温工况实验结果与分析 |
| 5.6 热响应实验数据和数值模型结果对比 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 分层和渗流条件下地源热泵系统长期动态性能模拟研究 |
| 6.1 计算模型与方法 |
| 6.2 浅层地温季节性变化规律 |
| 6.3 长期动态性能模拟计算结果 |
| 6.4 浅层地温季节性变化对长期动态性能的影响 |
| 6.5 渗流作用对长期动态性能的影响 |
| 6.6 埋管间距对长期动态性能的影响 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 两层岩土介质中瞬时圆环状内热源的特征值、特征函数及相关量的推导 |
| 附录2 分层岩土介质中地埋管传热解析解的MATLAB计算程序 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）基于地质分层的竖直地埋管换热器模型与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 土壤源热泵系统简介 |
| 1.3 国内外土壤源热泵系统发展及研究现状 |
| 1.4 地埋管换热器研究现状 |
| 1.5 课题研究内容、意义及技术路线 |
| 2 地埋管换热器三维数值模型的建立 |
| 2.1 数值模型的建立 |
| 2.2 初始条件和边界条件 |
| 2.3 模型网格划分及独立性检验 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 地埋管换热器数值模型的验证 |
| 3.1 DST模型介绍 |
| 3.2 用DST模型验证三维数值模型 |
| 3.3 4kW加热工况下沿径向和轴向的温度分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 岩土分层对地埋管换热器换热特性的影响 |
| 4.1 数值模型 |
| 4.2 恒加热功率下的热响应测试 |
| 4.3 均质模型的热物性参数确定 |
| 4.4 分层模型与均质模型换热特性对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 地下水渗流对地埋管换热器换热特性的影响 |
| 5.1 分层渗流模型建立 |
| 5.2 渗流速度对地埋管换热器换热特性的影响 |
| 5.3 分层模型与考虑地下水渗流的分层模型换热特性对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（6）竖直套管式地埋管非稳态传热实验与模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及现状 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 竖直地埋管换热器研究现状 |
| 1.1.3 地埋管换热器传热模型研究 |
| 1.1.4 研究现状总结 |
| 1.2 研究内容 |
| 1.2.1 主要研究内容 |
| 1.2.2 研究方法及技术路线 |
| 2 竖直套管式地埋管换热器传热特性实验系统搭建 |
| 2.1 实验台系统的组成 |
| 2.1.1 能量供给系统 |
| 2.1.2 储热装置 |
| 2.1.3 竖直套管式地埋管 |
| 2.1.4 实验附属装置 |
| 2.1.5 实验流程 |
| 2.2 实验数据处理 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 竖直套管式地埋管换热器传热特性的实验研究 |
| 3.1 实验参数的设定 |
| 3.2 实验数据分析 |
| 3.2.1 蓄热工况下竖直套管式地埋管换热器传热特性研究 |
| 3.2.2 取热工况下竖直套管式地埋管换热器传热特性研究 |
| 3.2.3 蓄/取热交替工况下竖直套管式地埋管换热器传热特性研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 竖直套管式地埋管换热器传热特性三维模型建立 |
| 4.1 竖直套管式地埋管换热器及周围土壤传热特性模型的建立 |
| 4.1.1 物理模型的建立 |
| 4.1.2 数学模型的建立 |
| 4.2 计算参数的设定 |
| 4.3 计算步骤 |
| 4.4 数理模型的实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 竖直套管式地埋管换热器传热特性的模拟研究 |
| 5.1 不同影响因素的条件设定 |
| 5.2 不同因素对竖直套管式地埋管换热器单位井深换热量的影响 |
| 5.3 不同因素对竖直套管式地埋管换热器能效系数的影响 |
| 5.4 不同因素对竖直套管式地埋管换热器热短路现象的影响 |
| 5.5 不同因素对竖直套管式地埋管换热器周围土壤温度的影响 |
| 5.6 渗流对竖直套管式地埋管换热器传热特性的影响 |
| 5.6.1 地下水渗流传热数学模型 |
| 5.6.2 初始条件及边界条件 |
| 5.6.3 模拟数据分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论及展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（7）基于Trnsys的养殖场空调系统节能优化仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 毛细管辐射空调系统研究 |
| 1.2.2 水平埋管换热器研究 |
| 1.2.3 猪舍人工环境营造技术研究 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 毛细管辐射空调系统及相关数学模型 |
| 2.1 辐射末端系统简述 |
| 2.2 地源热泵系统简述 |
| 2.3 主要部件的数学模型 |
| 2.3.1 房间热平衡模型 |
| 2.3.2 毛细管换热模型 |
| 2.3.3 热泵模型 |
| 2.3.4 室内作用温度模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 猪舍空调负荷仿真模拟 |
| 3.1 Trnsys软件简介 |
| 3.2 Trnsys模块简介 |
| 3.3 工程概况 |
| 3.4 空调设计参数 |
| 3.4.1 温度 |
| 3.4.2 母猪显热负荷及通风量 |
| 3.5 空调负荷模型搭建及模拟分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 毛细管网参数设计 |
| 4.1 毛细管网流量设计及换热模型验证 |
| 4.2 毛细管网供水参数分析 |
| 4.2.1 毛细管供水温度分析 |
| 4.2.2 毛细管供水流量分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 生物质池下土壤温度场的数值模拟 |
| 5.1 ANSYS软件简介 |
| 5.2 土壤初始温度分布 |
| 5.3 生物质池下土壤模型建立 |
| 5.3.1 输入参数 |
| 5.3.2 土壤模型建立 |
| 5.4 不同埋深处土壤垂直温度分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 猪舍空调系统节能优化设计 |
| 6.1 地下水直供式辐射空调系统 |
| 6.2 地下水源热泵+毛细管栅辐射空调系统 |
| 6.2.1 水文地质条件 |
| 6.2.2 设备选型 |
| 6.2.3 夏季工况模拟分析 |
| 6.2.4 冬季工况模拟分析 |
| 6.3 地下环路式辐射空调系统 |
| 6.3.1 设备选型 |
| 6.3.2 水平埋管长度确定 |
| 6.3.3 最佳埋管深度确定 |
| 6.4 地埋管对猪舍温室气体CH4排放影响 |
| 6.4.1 输入参数 |
| 6.4.2 水平单管换热模型建立 |
| 6.4.3 生物质池底部温度模拟分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 空调系统节能分析 |
| 7.1 生物质源热泵系统与土壤源热泵系统对比分析 |
| 7.1.1 夏季工况模拟分析 |
| 7.1.2 冬季工况模拟分析 |
| 7.2 土壤温度恢复情况探讨 |
| 7.3 各空调系统对比分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历 在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）典型农村住宅地源热泵系统实验与模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACR |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 我国农村建筑采暖空调应用现状 |
| 1.3 地源热泵技术在我国农村地区的应用潜力 |
| 1.3.1 地源热泵在农村应用的优势条件 |
| 1.3.2 地源热泵系统在农村地区的分类及比较 |
| 1.4 地源热泵国内外研究现状 |
| 1.4.1 地源热泵国外研究现状 |
| 1.4.2 地源热泵国内研究现状 |
| 1.5 研究内容 |
| 第二章 地源热泵相关理论及介绍 |
| 2.1 地源热泵系统 |
| 2.1.1 地源热泵系统工作原理 |
| 2.1.2 地源热泵涡旋压缩机原理及相关热力学理论 |
| 2.1.3 热泵机组COP和系统COP影响因素分析 |
| 2.2 地源热泵垂直U型地埋管种类和方式 |
| 2.2.1 地埋管换热器的种类概述 |
| 2.2.2 地埋管方式的确定 |
| 2.3 地源热泵系统优点与缺点 |
| 2.3.1 地源热泵的优越性 |
| 2.3.2 地源热泵发展的缺点 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 垂直U型地埋管地源热泵实验系统及实验方法 |
| 3.1 垂直U型地埋管地源热泵系统组成 |
| 3.1.1 垂直U型地埋管换热器 |
| 3.1.2 地源热泵机组 |
| 3.1.3 负荷末端 |
| 3.1.4 热泵系统其他组件 |
| 3.2 垂直U型管地下温度场数据监测系统 |
| 3.2.1 温度传感器及布置方法 |
| 3.3 地源热泵实验平台数据采集系统 |
| 3.3.1 地埋管地下温度场数据采集系统 |
| 3.3.2 热工及能耗数据采集系统 |
| 3.4 实验方法介绍 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 实验结果和分析 |
| 4.1 实验数据处理 |
| 4.1.1 实验参数及方程 |
| 4.2 夏季实验结果和分析 |
| 4.2.1 夏季土壤初始温度的测量 |
| 4.2.2 各工况室内温度变化情况 |
| 4.2.3 地源热泵系统运行特性分析 |
| 4.3 冬季实验结果与分析 |
| 4.3.1 冬季土壤初始温度的测量 |
| 4.3.2 各工况室内湿度变化情况 |
| 4.3.3 地源热泵系统运行性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于TRNSYS软件的地源热泵系统模拟仿真 |
| 5.1 TRNSYS软件简介 |
| 5.2 基于TRNSYS软件的建筑物负荷模拟 |
| 5.2.1 天津地区气候文件计算 |
| 5.2.2 典型农村建筑负荷模拟平台 |
| 5.2.3 建筑负荷模拟计算 |
| 5.3 基于TRNSYS软件建立地源热泵仿真系统 |
| 5.3.1 仿真系统主要模块介绍 |
| 5.3.2 地源热泵系统仿真模拟平台 |
| 5.3.3 地源热泵系统能耗仿真模拟及分析 |
| 5.4 经济性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文及参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（9）太阳能和地源热泵联合系统用于供暖的优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 课题研究意义 |
| 1.2 我国太阳能资源现状 |
| 1.3 我国地热能资源现状 |
| 1.4 太阳能-地源热泵系统国内外研究进展 |
| 1.4.1 国外研究进展 |
| 1.4.2 国内研究进展 |
| 1.5 研究中有待解决的问题 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 太阳能地源热泵系统的数理模型 |
| 2.1 系统采暖设计热负荷 |
| 2.2 太阳能集热系统数理模型 |
| 2.2.1 太阳辐射量计算 |
| 2.2.2 太阳能集热器模型 |
| 2.3 地源热泵系统模型 |
| 2.3.1 土壤热物性 |
| 2.3.2 地埋管布置方式 |
| 2.3.3 地埋管的数学模型 |
| 2.4 太阳能地源热泵机组数学模型 |
| 2.4.1 太阳能集热器供暖模型 |
| 2.4.2 地源热泵供暖数学模型 |
| 2.4.3 太阳能-地源热泵联合供暖数学模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 太阳能地源热泵模拟实验台介绍 |
| 3.1 实验台运行模式及基本原理 |
| 3.1.1 太阳能集热器单独供暖模式 |
| 3.1.2 太阳能热泵系统供暖模式 |
| 3.1.3 地源热泵机组单独供暖 |
| 3.1.4 太阳能-土壤源热泵串联供暖 |
| 3.1.5 太阳能-地源热泵并联运行模式 |
| 3.2 实验台设备简介 |
| 3.3 试验台测点布置 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 太阳能-地源热泵系统的仿真研究 |
| 4.1 TRNSYS仿真软件介绍 |
| 4.2 仿真模块介绍 |
| 4.2.1 室外气象参数模块 |
| 4.2.2 建筑物负荷计算模块 |
| 4.3 系统组件介绍 |
| 4.4 控制组件介绍 |
| 4.5 数据输入输出组件介绍 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 系统模型的验证 |
| 5.1 集热器模型的实验验证 |
| 5.1.1 实验方法及试验设备 |
| 5.1.2 模拟方法 |
| 5.1.3 结果对比分析 |
| 5.2 地源热泵模型的实验验证 |
| 5.2.1 实验方法及试验设备 |
| 5.2.2 模拟方法 |
| 5.2.3 结果对比分析 |
| 5.3 误差分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 模拟仿真结果分析及系统优化 |
| 6.1 室外气象参数及室内热负荷模拟 |
| 6.1.1 室外气象参数模拟结果 |
| 6.1.2 室内热负荷模拟结果 |
| 6.2 太阳能集热器参数对系统的影响 |
| 6.2.1 集热器面积的影响 |
| 6.2.2 集热器倾角的影响 |
| 6.3 地埋管参数对系统的影响 |
| 6.3.1 地埋管长度对系统的的影响 |
| 6.3.2 工质流速对系统的影响 |
| 6.3.3 回填材料导热系数对系统的影响 |
| 6.4 系统模拟运行结果 |
| 6.4.1 地源热泵系统单独运行模拟结果分析 |
| 6.4.2 太阳能-地源热泵并联系统模拟结果分析 |
| 6.4.3 太阳能-地源热泵串联系统模拟结果分析 |
| 6.5 联合运行与地源热泵单独运行比较 |
| 6.5.1 系统性能对比 |
| 6.5.2 长期运行土壤温度对比 |
| 6.5.3 负荷侧出口温度对比 |
| 6.6 太阳能-地源热泵系统联合供暖优化 |
| 6.6.1 优化方法 |
| 6.6.2 优化结果分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 论文发表情况说明 |
| 致谢 |
（10）分区串并联式太阳能-地源热泵跨季节蓄热组合系统优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 太阳能-地源热泵跨季节蓄热组合系统研究现状 |
| 1.2.1 SAGSHP系统管群连接形式研究现状 |
| 1.2.2 SAGSHP系统性能与优化研究现状 |
| 1.2.3 存在的问题及难点 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 分区串并联式SAGSHP组合系统简介 |
| 2.1 分区串并联式SAGSHP组合系统工作原理 |
| 2.1.1 传统SAGSHP系统工作原理 |
| 2.1.2 分区串并联式SAGSHP组合系统工作原理 |
| 2.2 集热系统工作原理 |
| 2.2.1 太阳能集热器工作原理及数学模型 |
| 2.2.2 太阳能集热器侧循环水泵启停原则 |
| 2.3 蓄热系统工作原理 |
| 2.3.1 蓄热水箱工作原理及数学模型 |
| 2.3.2 地埋管群长期蓄热工作原理 |
| 2.4 地源热泵工作原理及数学模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 分区串并联式SAGSHP系统与传统系统性能对比 |
| 3.1 分区串并联式SAGSHP组合系统仿真模型 |
| 3.1.1 TRNSYS简介 |
| 3.1.2 系统仿真模型建立 |
| 3.2 模型实验验证 |
| 3.3 分区串并联式SAGSHP组合系统性能评价方法 |
| 3.3.1 系统综合性能评价方法 |
| 3.3.2 地源热泵性能评价方法 |
| 3.4 分区串并联式SAGSHP组合系统综合性能对比分析 |
| 3.4.1 分区串并联式SAGSHP系统最佳设计原则及COP对比 |
| 3.4.2 分区串并联式SAGSHP组合系统供热稳定性验证 |
| 3.4.3 传统与分区串并联式SAGSHP系统土壤温度场对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 分区串并联式SAGSHP组合系统优化模型 |
| 4.1 系统负荷模拟 |
| 4.1.1 典型城市选择 |
| 4.1.2 系统负荷模拟与能耗分析 |
| 4.2 分区串并联式SAGSHP组合系统规模设计 |
| 4.2.1 太阳能集热系统规模设计 |
| 4.2.2 蓄热水箱容积设计 |
| 4.2.3 地源热泵规模设计 |
| 4.3 分区串并联式SAGSHP组合系统优化模型 |
| 4.3.1 优化模型的目标函数 |
| 4.3.2 优化模型的约束条件 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 分区串并联式SAGSHP组合系统优化匹配与结果分析 |
| 5.1 遗传算法理论基础 |
| 5.2 分区串并联式SAGSHP组合系统容量优化 |
| 5.2.1 容量变量优化范围的确定 |
| 5.2.2 容量优化结果分析 |
| 5.3 分区串并联式SAGSHP组合系统运行优化 |
| 5.3.1 运行优化变量范围的确定 |
| 5.3.2 运行优化结果分析 |
| 5.4 系统容量匹配与运行优化对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 主要研究结论 |
| 6.3 研究创新点 |
| 6.4 课题展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 图表目录 |
| B 研究生阶段学术成果 |
| 致谢 |
四、地热源热泵水平埋管换热器实验研究（论文参考文献）
- [1]土壤蓄热与PV/T耦合系统夏季运行特性研究[D]. 曹亚兴. 东北电力大学, 2021(09)
- [2]含水沙土地源热泵相变热源实验研究与数值模拟[D]. 赵晗旭. 燕山大学, 2021(01)
- [3]岩溶地下水渗流对竖直地埋管换热性能影响的模型试验与数值模拟[D]. 贺海洋. 桂林理工大学, 2021(01)
- [4]分层和渗流条件下竖直地埋管换热器传热特性研究[D]. 张东海. 中国矿业大学, 2020(03)
- [5]基于地质分层的竖直地埋管换热器模型与应用研究[D]. 王煜升. 山东科技大学, 2020(06)
- [6]竖直套管式地埋管非稳态传热实验与模拟研究[D]. 侯正芳. 内蒙古科技大学, 2020
- [7]基于Trnsys的养殖场空调系统节能优化仿真研究[D]. 刘磊. 华东交通大学, 2020(01)
- [8]典型农村住宅地源热泵系统实验与模拟研究[D]. 马硕. 天津商业大学, 2020(12)
- [9]太阳能和地源热泵联合系统用于供暖的优化研究[D]. 陈申伟. 天津商业大学, 2020(12)
- [10]分区串并联式太阳能-地源热泵跨季节蓄热组合系统优化研究[D]. 宋梦瑶. 西安建筑科技大学, 2020(01)