农村地区地下水窖直接供冷系统TRNYSY模拟与实验研究

摘要

近年来，随着经济的发展，广大农村地区生活水平提高，农村居民对室内环境的舒适度要求越来越高。本文针对北方地区农村建筑，提出一种利用地下水窖自然冷能的直接供冷空调系统。该系统不安装制冷机组，依靠循环水泵直接抽取的水窖低温水，进入室内风机盘管实现供冷，交换后的热量通过水窖壁面迁移至周围土壤内。
　　本文首先对河北中部农村地区住宅建筑、地下水窖结构、水温水量及当地居民作息时间、空调用能习惯等进行实地调研，在此基础上利用 TRNSYS 软件构建了地下水窖直接供冷空调系统模型，并进行了模拟计算，获得了运行时间、供冷面积和水窖水量之间的匹配关系。然后，结合某一实际的农村水窖，搭建了一个小型直接供冷实验系统，进行了夏季供冷实验分析，分析了相关参数的影响，并对模拟结果进行验证，二者吻合较好。此外，还搭建了水平埋管散热实验系统，定量评价了表层土壤由于温度较高而对水平埋管内流体换热产生的削弱影响。
　　通过上述研究表明，基于农村地区地下水窖的直接供冷空调系统具备结构简单、初投资低、能效高、操作简便等显著优点，比较适合北方农村地区进行推广应用。但需特别强调的是，该系统往往受农村住宅建筑类型、围护结构性能、水窖水温/水量以及用能习惯等诸多因素的限制，而本文结果对于此类系统的优化设计能够提供比较积极的实际指导作用。

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第一章 绪论

§1-1研究背景及课题提出

§1-2国内外研究现状

§1-3本课题研究内容

第二章 农村地下水窖直接供冷系统的几个基本问题

§2-1前期调研

§2-2地下水窖直接供冷系统风机盘管的选型

§2-3 本章小结

第三章 地下水窖直接供冷系统TRNSYS模拟仿真研究

§3-1 TRNSYS软件介绍

§3-2 建筑模型的建立

§3-3 气象参数

§3-4 控制策略

§3-5 建筑负荷

§3-6 系统组成

§3-7结果分析

§3-8 不同住宅面积与不同水量水窖之间匹配关系

§3-9 小结

第四章 农村地下水窖直接供冷系统的实验分析

§4-1 实验目的

§4-2实验系统的构建

§4-3实验系统的运行

§4-4 实验结果计算

§4-5 实验结果分析

§4-6小结

第五章 水平管换热特性的实验分析

§5-1实验目的

§5-2实验系统构建

§5-3实验系统的运行

§5-3实验结果分析

§5-4本章小结

第六章 结论与建议

§6-1结论

§6-2下一步工作建议

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果