跨季节蓄热太阳能集中供热系统不确定性分析及准动态优化

基本信息
批准号:51278076
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:李祥立
学科分类:
依托单位:大连理工大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:翟志强,舒海文,吕兴军,王宗山,代兰花,绳现杰,于海洋,任志勇
关键词:
跨季节蓄热不确定性分析太阳能集中供热准动态优化
结项摘要

Large-scale cental solar heating plant with seasonal thermal storage is one of effective methods to solve the space heating problem of northern erea.However, due to the comlex of system itself and dynamic nature some key issees affecting the system technical and economic chareacteristics have not well been resoved.So, this stuy is to establish dynamic or quasi-dynamic analysis model of subsystem and components by experiment and simulation,optimize and combine the existing thermal storge technology to solve the problem of long-term underground thermal charge and discharge. Study the uncertainty of subsystems and components by probabilistic analysis, Establish a reliable system-wide analysis model using of limited data or short-term data. On this basis, establish an optimization model of global system and solve the model using of parallel genetic algorithm to solve the model. Finally, the formation of cross-season heat storage of solar concentrated system optimization design methods and calculation procedures, and applications in the demonstration project.. This study involved the general theory of optimization, fluid network topology analysis, numerical simulation of heat and mass transfer, mathematical model of the fuzzy uncertainty analysis. It is more than one interdisciplinary area of difficulty. The results of this research not only have great economic significance and social significance but also conducive to the expansion of the traditional theory and the establishment of dynamic global optimization theoretical system for the complex systems planning and design.Large-scale cental solar heating plant with seasonal thermal storage system is one of effective methods to solve the problem of nor.complex.

大规模跨季节蓄热的太阳能集中供热是解决北方建筑采暖能耗的有效手段之一,但由于系统本身的复杂性和动态性,一些影响系统技术经济特性的关键问题没有得到很好的解决。本研究通过实验及模拟建立子系统和组件的动态或准动态分析模型,优化组合现有的蓄热技术,解决地下储热长期蓄放热问题;研究子系统和各组件的不确定性,进行概率分析,利用有限的数据或短期的数据建立可靠的全系统分析模型。在此基础上,建立系统全局优化模型并利用并行遗传算法实现模型的求解。最后形成跨季节蓄热的太阳能集中系统优化设计方法和计算程序,形成指导实际工程的理论基础。.本研究涉及优化的一般理论、流体网络拓扑分析、传热传质数值模拟、数学模型的模糊不确定分析等等,是一个多学科交叉的困难领域,研究成果将为建立太阳能跨季节蓄热与供热这种复杂系统的动态分析和全局优化设计奠定理论基础。

项目摘要

太阳能是最丰富的可再生能源,热利用效率高,但能流密度低且不连续。长期的跨季蓄热技术及系统耦合或系统辅助是太阳能热利用的关键问题。本研究围绕跨季节太阳能热利用及太阳能-土壤源热泵耦合供热中蓄热及系统优化关键问题开展研究,旨在解决北方地区可再生能源的供热问题,提高能源利用率,减少环境污染。主要研究内容包括水及岩土体或岩土层显热蓄热、有机无机复合相变蓄热材料、太阳能集热器实验测试评价、太阳能直接供热系统、太阳能与土壤源热泵复合供能系统等。对太阳能直接供热系统优化问题,针对标准建筑,提出了多气候区最优的太阳能保证率及蓄热水箱水池的设计参数。开发了一种高导热系数的有机无机复合定性相变材料,可以用于太阳能及土壤源热泵系统地埋管回填蓄热。建立太阳能耦合土壤源热泵系统仿真及实验平台,对系统设计参数及运行模式进行详细的分析并优化。本项目确定的太阳能耦合土壤源热泵系统及部分设计参数及分布式光纤测温网络已经在大连理工大学的示范工程得到了应用。此外,基于生命周期理论,通过对建筑能源系统碳排放源的划分和模型研究,建立一套建筑能源系统寿命期各阶段的能耗和碳排放模型。该模型可用于传统建筑能源系统和可再生能源系统能耗、碳排放及环境影响的合理评价。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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