住宅建筑太阳能—地源热泵复合系统的研究

【摘要】：能源和环境是影响我国国民经济持续稳定发展的重要因素,实现能源的稳定可持续发展已成为我国的基本国策之一。住宅建筑太阳能-地源热泵系统作为一项新的建筑节能技术,综合利用了地热能和太阳能两种可再生能源,具有节能、环保的独特优势,越来越受到人们的关注。 本文分别模拟了三个热工分区内六个代表性城市(严寒地区A区的哈尔滨,严寒地区B区的沈阳,寒冷地区的北京、西安、济南和夏热冬冷地区的上海)的住宅建筑空调连续运行和间歇运行的负荷特性,并对模拟结果进行了分析对比；提出了一套将住宅建筑太阳能热水系统和地埋管地源热泵系统结合起来的住宅建筑太阳能-地源热泵复合系统；模拟分析了系统在不同运行工况下的地下温度场的变化。 首先,利用DeST软件模拟计算了六个代表城市住宅建筑的全年逐时冷热负荷及空调连续运行和间歇运行的负荷,分析了夏季空调连续运行和间歇运行的负荷特点。 其次,给出了住宅建筑太阳能-地源热泵复合系统的设计方法及不同工况下的运行策略。 然后,利用“地热之星”软件模拟了寒冷及夏热冬冷地区的住宅建筑采用单一地源热泵系统(包括夏季空调连续运行和间歇运行两种情况)和复合系统(仅包括夏季空调间歇运行一种情况)的地下温度场。通过对模拟结果的分析,得出了位于不同城市的住宅建筑夏季空调间歇运行和连续运行时的地下温度场的变化情况,同时得出了适用该复合系统的地区及不同的适用地区利用太阳能系统向地下蓄热所需的时间。 最后,在对单一地源热泵系统和复合系统运行费用比较的基础上,分析了该复合系统的经济性和可行性。 【关键词】：住宅建筑 太阳能 地源热泵系统 空调间歇运行 地下温度场
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TK529;TU18
【目录】：

• ABSTRACT4-6
• 摘要6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景9
• 1.2 课题研究意义9-10
• 1.3 地源热泵与太阳能的国内外发展现状10-13
• 1.3.1 地源热泵的国内外发展现状10-12
• 1.3.2 太阳能利用技术的国内外发展现状12-13
• 1.4 太阳能-地源热泵复合系统的国内外发展现状13-15
• 1.5 本文研究的主要内容15-16
• 第2章 严寒、寒冷及夏热冬冷地区住宅建筑负荷特性16-37
• 2.1 住宅建筑空调应用现状及存在的问题16-17
• 2.1.1 住宅建筑空调应用现状16
• 2.1.2 住宅建筑空调存在问题16-17
• 2.2 模型基本概况17-19
• 2.3 严寒地区住宅建筑负荷特性19-25
• 2.3.1 模拟计算及结果19-25
• 2.4 寒冷地区住宅建筑的负荷特性25-33
• 2.4.1 模拟计算及结果25-33
• 2.5 夏热冬冷地区住宅建筑的负荷特性33-36
• 2.5.1 模拟计算及结果33-36
• 2.6 本章小结36-37
• 第3章 住宅建筑太阳能-地源热泵复合系统的设计37-51
• 3.1 住宅建筑太阳能热水系统存在的问题37
• 3.2 住宅建筑太阳能-地源热泵系统的设计37-47
• 3.2.1 太阳能热水系统的设计38-45
• 3.2.2 地源热泵系统的设计45-47
• 3.3 住宅建筑太阳能-地源热泵系统的运行与控制策略47-49
• 3.3.1 住宅建筑太阳能-地源热泵系统的运行47-48
• 3.3.2 住宅建筑太阳能-地源热泵系统的控制策略48-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第4章 复合系统设计举例及地下温度场的模拟51-68
• 4.1 北京某住宅建筑太阳能-地源热泵系统的设计51-56
• 4.1.1 基本资料51-52
• 4.1.2 太阳能-地源热泵复合系统设计52-54
• 4.1.3 地下温度场的模拟54-56
• 4.2 济南某住宅建筑太阳能-地源热泵系统的设计56-60
• 4.2.1 基本资料56-58
• 4.2.2 模拟结果的分析对比58-60
• 4.3 西安某住宅建筑太阳能-地源热泵系统的设计60-63
• 4.3.1 基本资料60-62
• 4.3.2 模拟结果的分析对比62-63
• 4.4 上海某住宅建筑太阳能-地源热泵系统的设计63-66
• 4.4.1 基本资料63-64
• 4.4.2 模拟结果的分析对比64-66
• 4.5 经济性比较66
• 4.6 本章小结66-68
• 第5章 结论与展望68-70
• 5.1 结论68-69
• 5.2 展望69-70
• 参考文献70-73
• 致谢73-74
• 攻读硕士期间论文发表情况74

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