论文风能蓄热式土壤源热泵系统是大学硕士与本科热泵毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写家用水源热泵方面论文范文。
摘 要：土壤源热泵技术的理论十分成熟,而蓄热技术是目前研究的热点,本文概述了土壤源热泵的基本原理及埋管的分类形式,同时介绍了蓄热技术的分类及蓄热材料,最后将风能发电的电热作为相变蓄热的热源,并将风能蓄热系统与土壤源热泵系统结合,保证了土壤源热泵的供热质量.
关键词：土壤源热泵；相变蓄热；风能
1.引言
随着社会经济的快速发展及人类生活水平的提高,对能源的依赖性越来越强,例如我们对煤的需求,煤在带来利益创造价值的同时污染了环境,更重要的是煤属于一次性能源,发电、供热等各行各业都离不开煤,它每天都在以惊人的速度减少.在众多能源消耗项目中,建筑占有的比例相当大,而建筑能耗主要是空调供热方面,因此,从这两方面人手,用清洁的可再生资源代替不可再生能源,从而减少煤的耗量.土壤是天然的冷热源,夏季土壤温度低于外界大气温度,冬季土壤温度高于外界大气的温度,属于低品位能源,利用热泵技术提取这部分冷热量供建筑物使用.对于内蒙地区建筑物夏季的冷负荷往往小于冬季的热负荷,而且冷热量相差很大,从而导致土壤取热量与放热量值不相同.为了保证供热质量,设计了辅助热源——风电蓄热器,即利用风能发电并将电能转化为热能储存在蓄热器内.风能也是一种可再生能源,内蒙古的风能资源十分丰富,风能密度为100-200w·m-2之区间内,而且实际可开发量达到了6.2×1010W.
2.土壤源热泵系统介绍
热泵技术就是将可再生的低位热源经过热泵机组转化为高位热源的技术.根据低位热源种类的不同可以将热泵分为空气源热泵、污水源热泵、土壤源热泵、海水源热泵、地下水源热泵等.空气源热泵的低位热源是空气,在北方地区使用冬季容易结霜；污水源热泵的低位热源是城市污水；地下水源热泵热泵的低位热源是地下水,与土壤源热泵不同的是存在地下水回灌的问题,而且地下水容易受到污染；海水源的低位热源是海水,所以应用的前提是有海水源；土壤源热泵系统的低位热源是土壤,它不存在回灌问题,因为载热介质不是地下水,而是中介水,中介水在埋管内流动与土壤换热,也就是埋管内水的热量取自土壤,埋管内的水只是载热介质.
土壤源热泵由地埋管换热器、热泵机组和用户末端组成.地埋管换热器通常包括：垂直埋管、水平埋管和螺旋埋管.水平埋管一般水平敷设,对安装技术要求不高,而且初投资一般低于垂直埋管；从埋管的换热能力角度讲,垂直埋管的换热效果优于水平埋管；事实上经济与否是相对的,因为水平埋管在敷设的过程中占地面积很大,土壤开挖的工程量增加,所以并不是绝对的经济.根据埋设方式不同,垂直埋管包括：U形管和套管两种,国内外土壤源热泵通常用U形埋管换热器,而套管埋管换热器虽然换热能力优于U形换热器,但由于初投资大,工程应用很少,仅应用于潜层埋设方式.
土壤属于多孔介质,土壤内有以固态形式存在的泥沙,以液态形式存在的地下水,还有以气态存在的空气,而且这三种状态分布在土壤的各个部分,也就是活,垂直埋管换热器会与土壤中的各个相态接触,而不同的相态会对换热效果有不同的影响.有资料显示,土壤包括饱和区和不饱和区,这两个区域的分界线是地下水位线,地下水位线以上是不饱和区,孔隙内的压力等于大气压力,地下水位线以下是不饱和区,孔隙内的压力小于大气压力,由于垂直埋管换热器的埋深达40m～100m,所以垂直埋管换热器的一部分位于土壤饱和区,一部分位于土壤的不饱和区,在土壤的饱和区内,水分会发生迁移,地下水的流动和地质层的性质会强化换热,避免由于地埋管换热器吸放热不均匀引起的热量积累效应,从而提高土壤源热泵机组的换热性能,减少埋管的设计容量.
热泵技术的基本原理是相同的,以土壤源地源热泵为例,它利用蒸发器内制冷剂的蒸发过程将土壤含有的热量带走,经过压缩机压缩以后成为高温高压的气体,该气体进入冷凝器由气体变成液体将热量释放,供用热用户使用.而土壤中的冷热量则是通过与埋入土壤中的地埋管内的冷热水换热,夏季地埋管内通热水,热水与土壤间接接触换热,换热后的热水温度降低且达到供冷所需的温度值后,该低温热水在循环水泵的驱动下沿管路进入冷凝器并与冷凝器内的高温气态制冷剂换热,换热后的低温热水温度升高再次通过地埋管与土壤换热释放热量,而换热后的高温高压气态制冷剂温度降低变为低温高压液态制冷剂后,再流经膨胀阀变为低温低压的液态制冷剂,同时该状态点的制冷剂流过蒸发器与用户侧的冷冻水换热变为低温低压气态制冷剂,从而达到制冷的目的；冬季低温热水通过地埋管换热器与土壤换热,被加热后的低温热水进入蒸发器与制冷剂换热,换热后低温热水温度降低再次与土壤换热,而低温低压液态制冷剂则吸热蒸发,变为高温低压气态制冷剂,通过压缩机压缩增压后进入冷凝器与用户供回水换热,从而实现供热的目的,冬夏季是通过阀门控制来实现不同工况的.
3.相变蓄热概述
蓄热指的是利用相变材料相态的变化吸收或释放热量的过程.根据蓄热原理的不同分为显热蓄热和潜热蓄热；根据相态的不同分为固——液相变蓄热、固——固相变蓄热、固——气相变蓄热、液——气相变蓄热.从工程实际角度来讲,由于固——气相变、液——气相变在相变前后体积差距太大,所以使用范围受限,一般常用固——液相变蓄热.
相变材料的种类很多,根据相变温度的不同分为低温箱变材料、中温相变材料和高温相变材料,低温箱变材料的相变温度在0℃～100℃,中温相变材料的相变温度在100℃～250℃,高温相变材料的相变温度在250℃以上；根据相变材料的物理性质可以分为无机物、有机物,无机物又包括结晶水合盐、熔融盐、金属合金等,有机物包括石蜡类和酯酸类.
结晶水合盐比如Na2SO4·10H2O等类似盐类,这类物质的导热性及相变潜热都比较理想,但由于水和盐是一种物理上的结合,也就是说并没有发生化学反应,当结晶水合盐的温度慢慢升高时,硫酸盐与水也开始慢慢分离,当温度达到一定值以后二者完全分离.由于盐和水的密度不同,盐的密度重,水的密度轻,所以盐沉于底部而水浮于上部,当结晶水合盐的温度逐渐降低时,相变材料开始凝固,但是由于熔化后的盐与水并不是均匀混合,而是出现明显的相分离现象,因此凝固后的材料与熔化前的材料相比发生相分离现象,失去原有的蓄热优良性,从而缩短相变材料的使用寿命,也就是说相变材料循环使用的次数减少,这种现象一方面会增加材料更换的次数,为工作带来不便；另一方面会使设备的投资费用增加.目前,科研工作者发现在这些材料内部加入粘结剂可以减弱这种现象的产生,可以适当延长材料使用寿命.除了相分离现象外,还会出现过冷现象,过冷现象即当温度降低到相变材料的熔点时相变材料并没有凝固,而是当材料温度低于材料的熔点时才开始凝固.过冷现象也是不可忽视的缺点.
总结:这是一篇与热泵论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
参考文献：
1、 太阳能空气源热泵集中供热系统在工程中应用 摘要：对常用供热方式的比较，并对太阳能制热技术、空气源热泵技术原理的介绍，引出适用福州地区的太阳能+空气源热泵集中供热系统的组合形式及原理。同时。
2、 水源热泵系统设计和应用 【摘要】以地下水为低位热源，通过热泵机组将低位热能转换成高位热能，为用户提供冷热源的水源热泵系统，配套智能、节能的控制系统，可使系统大大降低能耗。
3、 低温环境下CO2空气源热泵系统模型实验 摘要：主要研究了在低温环境下利用CO2空气源热泵进行采暖的可行性。建立了一个静态的CO2空气源热泵的数学模型，并且充分考虑了各组成部件（空气冷却。
4、 开式原生污水源热泵系统取水运行特性分析 摘要：高效的城市污水取水技术是原生污水源热泵系统可靠运行的前提。针对现有相关技术的不足，提出了开式集成污水取水技术。通过定义网眼阻塞系数、污物密。
5、 轨道式梭车作业系统在自动化集装箱码头应用 近年来，随着自动化集装箱码头的发展，集装箱装卸工艺日渐成熟，成为提升码头集装箱吞吐量和经济效益的重要途径。按集装箱装卸机械划分，自动化集装箱码头。