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1、河 北 工 业 大 学毕业论文作 者： 环 学 号： 110638 学 院： 能源与环境工程学院 系(专业)： 热能与动力工程 题 目：太阳能跨季节储热系统非供热季运行参数的 试验与模拟指导者：王恩宇 教授评阅者： 2015 年 6 月 11 日毕业设计（论文）中文摘要太阳能跨季节储热系统非供热季运行参数的试验与模拟摘要：本文以工业大学某建成的太阳能辅助地源热泵为研究对象，在对太阳能跨季节储热系统实验研究的基础上，基于TRNSYS16模拟软件建立了太阳能跨季节储热系统非供热季的仿真模型。本文对系统采集的3、4月份实验数据进行了研究分析，并重点对集热、储热过程的温度曲线，系统每天的集热量、储热量
2、、集热效率、储热效率以与总效率进行对比分析。并得出实验条件下的优选运行参数，为仿真模拟提供了指导作用。通过调整系统参数，输入实测典型天的气象数据，将实验结果与模拟结果对比，得出集热量的相对误差为4.29%，储热量的相对误差为8.08%，验证了模型的正确性。对系统进行模拟，把储热过程划分不同阶段，选择各阶段的典型天。用单一变量的原则，不断改变各运行参数。观察模拟结果，进而得出非供热季的最佳运行策略。非供热季的最佳控制策略为：初期集热启停运行参数为为6、3，储热启停运行参数为48、4，中期集热启停运行参数为为6、3，储热启停运行参数为40、4，末期集热启停运行参数为为12、3，储热启停运行参数为4
3、0、4。关键词：太阳能 ；TRNSYS； 运行参数； 跨季节储热 ；模型验证 / 毕业设计（论文）外文摘要Title Experimental and simulativeresearch on the operating parameters of solar seasonal heat storage system in on-heating season Abstract：This paper, taking a built in Hebei university of technology of solar energy auxiliary ground source heat pum
4、p as the research object.On the basis of experimental studyof Solar energy across the seasonal heat storage system. Based on TRNSYS16 simulation software to build the solar cross seasonal heat storage system simulation model of the non-heating season.In this paper, the system of acquisition in March
5、 and April of the experimental data are analyzed.And the temperature curve of heat collection and heat storage, system daily quantity of heat collection and heat storage, collection and store heat efficiency and total efficiency were analyzed.It is concluded that under the experimental conditions of
6、 optimizing operation parameters, provides guidance for the simulation. By adjusting the system parameters, the input measured meteorological data of typical day, and comparing the result of the experiment and simulation results, draw that the heat collection relative error is 4.29%, the relative er
7、ror of the heat storage for 8.08%.So the simulation model is suitable.For simulating system, divides the heat accumulation process at different stages.And select different stages of the typical day.With the principle of single variable, change the operation parameters constantly. By observing the si
8、mulation results, concludes that the optimal operation strategy of the Non-heating season. In the early stages of the non- heating season, it is concluded that the optimal operation parameters for heat collection start temperature difference 6, stop temperature difference 3, heat storage start tempe
9、rature 48 and heat storage stop temperature difference 4 .In the middle stages of the non- heating season, it is concluded that the optimal operation parameters for heat collection start temperature difference 6, stop temperature difference 3, heat storage start temperature 40 and heat storage stop
10、temperature difference 4 . In the end stages of the Non- heating season, it is concluded that the optimal operation parameters for heat collection start temperature difference 12, stop temperature difference 3, heat storage start temperature 40 and heat storage stop temperature difference 4 .Keyword
11、s： solar energy ； TRNSYS ； operation parameters ； seasonal heat storage ； model validation目录1 绪论11.1课题研究背景与意义11.1.1发展背景11.1.2课题研究的目的与意义11.2课题的研究现状21.2.1国外研究现状21.2.2国研究现状31.3本课题研究容和方法51.3.1研究容51.3.2研究方法52 太阳能跨季节储热系统非供热季简介62.1节能楼建筑概况72.2太阳能跨季节储热系统的组成72.2.1太阳能集热器72.2.2蓄热水箱82.2.3储热地埋管小井群82.3太阳能跨季节储热非供热季
12、系统的控制过程93 太阳能跨季节储热系统的试验分析103.1 试验过程103.1.1 试验目的103.1.2试验方案113.2集热和储热过程的温度曲线分析113.3太阳能跨季节储热系统数据处理144 太阳能跨季节储热系统TRNSYS16模型194.1建立TRNSYS16模型的目的194.2太阳能跨季节储热系统模型的建立204.3太阳能跨季节储热系统模拟过程中的部件以与部件参数的设置214.4模型验证的有关计算234.4.1典型天的选择234.4.2典型天的数据计算244.4.3典型天气象数据输入与模型验证分析265 太阳能跨季节储热系统的运行策略285.1典型天的瞬时模拟285.2不同阶段典型
13、天的运行策略305.2.1 初期典型天的运行策略305.2.2 中期典型天的运行策略335.2.3 末期典型天的运行策略355.3 最佳控制策略与下一步预测375.3.1 最佳运行策略的确定375.3.2 非供热期的预测模拟38全文总结41参考文献42致441 绪论1.1课题研究背景与意义1.1.1发展背景能源是国民经济的重要基础，社会的进步和科技的发展都与之息息相关。虽然我国的能源储量较为丰富，但是它的分布不均，东多西少，在地域上的利用受到了极大的限制。而且资源利用率较低，人均占有量少，使得传统能源的储量越来越少。如果人们不加节制的开采、滥用，总有一天，化石能源会枯竭，全球经济发展也会受到致
14、命的冲击。解决能源危机显得刻不容缓。大力发展可再生能源是目前解决能源问题的有效方案。而同时，建筑能耗在能源消耗中占得很大比例。龙惟定教授经过分析得出，我国建筑能耗在总能耗中的比例大致应在20%左右，其中1013% 是采暖能耗，710% 是其他能耗1。清华建筑节能研究中心建立的建筑能耗模型数据也显示，2006 年我国建筑总商品能源消耗占当年全社会一次能源消耗的23.1%2。由这些数据，我们可以知道，要想降低整个社会的能源消耗 ，建筑节能必定占有一个非常重要的地位。而将可再生能源应用到建筑上面，是新时期缓解能源危机的一个重要措施，将会推动全社会健康、持续的发展。从而可再生能源中的地热能和太阳能在建
15、筑上的利用受到越来越多的重视，但它们单独利用中都存在着很多缺点。利用浅层地热能的地源热泵在运行过程中会随着使用年数的增加而导致地温逐渐降低，蒸发温度也会降低，从而使系统整体的性能系数下降。太阳能利用过程中易受气候条件的影响，特别是晴天和阴天的太阳辐射量差别很大，对集热装置和蓄热装置的合理性设计提出了难题。而且太阳能不易储存，造成大量太阳能资源的浪费。因而人们对太阳能地源热泵联合使用技术的研究逐渐增多。1.1.2课题研究的目的与意义而近年来发展的新技术，太阳能地源热泵系统的跨季节蓄热，更是推动了可再生能源的利用。因为太阳能资源分布均匀， 在冬季的时候太阳辐射不是很强，但是在夏季的太阳辐射较强。因此，把除冬季外的太阳能通过蓄热装置储存到土壤中，可以减小太阳能利用所受到的限制，降低系统的投资。太阳能跨季节地源热泵系统的利用是有很多的优点，而一些实验和模拟研究也初步证明了系统运行的优越性，但是进一步探讨太阳能跨季节储热系统的运行策略也是有必要的。本文针对太阳能跨季节系统非供热季进行研究，通过实验和模拟找到合适的运行参数，进一步提高太阳能的储热效率，使地温得到提升，进
