基于TRNSYS的毛细管海水源热泵系统运行特性研究

摘要

随着人们节能环保意识的逐渐觉醒，越来越多的建筑空调系统开始利用可再生能源作为冷热源。其中，海水源热泵由于其绿色节能环保等特点，受到了很多沿海地区的青睐。在最近的二三十年里，海水源热泵技术逐渐发展成熟，但在很多方面特别是前端换热器方面还可以进一步的研究，以提高海水源热泵系统在实际工程中的运行效果。
　　本文以毛细管前端换热的海水源热泵系统为研究对象。首先，建立海水源热泵系统、毛细管前端换热器以及海水换热区域的数学模型，在TRNSYS中建立自定义的毛细管换热器模块；其次，以青岛某海域的近海建筑为平台，利用Dest软件进行负荷计算，搭建毛细管海水源热泵系统并进行夏季工况的试验测试，对测试数据进行整理分析；采用TRNSYS能耗模拟软件进行仿真，并将运行结果与测试结果进行比较，验证毛细管换热器模块和仿真模型的正确性、可靠性；最后，利用TRNSYS仿真平台进行冬季工况的模拟，并分析冬季工况下不同毛细管管长、管径、管内流速以及埋深条件下系统的运行特性。
　　经过上述研究过程发现，冬季工况下海水温度在8~9℃时毛细管前端换热的海水源热泵系统其机组COP约为4.0左右，系统COP约为3.15左右，单位管席面积换热量整体处于165~170W之间；而冬季工况下，在毛细管管长2m、3m、4m、5m、6m中，管长3m最好，在毛细管管径3.3mm、4.3mm、6.3mm、8.3mm中，管径4.3mm最好，在毛细管管内流速0.1m/s、0.14m/s、0.18m/s、0.22m/s中，流速为0.14 m/s时最好，毛细管埋深0.5m、1m、1.5m、2m中，埋深1m最好。通过仿真结果分析，为毛细管海水源热泵系统的设计、运行提供指导。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外应用及现状

1.3 课题的提出及研究意义

1.4 研究内容

第2章 毛细管海水源热泵系统理论分析

2.1 海水源热泵系统数学模型的建立

2.2 毛细管换热器数学模型的建立

2.3 浅表水体数学模型的建立

2.4 本章小结

第3章 毛细管海水源热泵系统试验测试

3.1 测试平台概况及其负荷计算

3.2 青岛海域海水温度分布规律

3.3 毛细管海水源热泵系统设计

3.4 试验测试

3.5 测试结果分析

3.6 本章小结

第4章 毛细管海水源热泵系统TRNSYS模型的建立与验证

4.1 TRNSYS简介

4.2 毛细管海水源热泵系统模型的建立

4.3 模块参数的确定

4.4 模拟结果分析

4.5 测试结果与模拟结果对比分析

4.6 本章小结

第5章 毛细管海水源热泵系统冬季运行仿真分析

5.1 毛细管海水源热泵系统冬季运行特性分析

5.2 不同工况下毛细管海水源热泵系统运行特性分析

5.3 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文及科研工作

致谢