DDC控制的多單元聯(lián)合運(yùn)行的太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)應(yīng)用及評(píng)價(jià)

【摘要】：隨著我國(guó)建筑行業(yè)的高速發(fā)展,建筑能耗占全國(guó)總能耗的比重越來(lái)越大,建筑節(jié)能與環(huán)保也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。尤其是一次能源的匱乏使得人們普遍認(rèn)為建筑節(jié)能是各種節(jié)能途徑中潛力最大、最為直接有效的方式,是緩解能源緊張的最有效措施之一,而在建筑中應(yīng)用可再生能源是建筑節(jié)能的最有效途徑。為充分利用錦州地區(qū)的太陽(yáng)能資源和節(jié)能環(huán)保,論文實(shí)驗(yàn)研究了一種DDC(Direct Digital Control)控制的多單元聯(lián)合運(yùn)行太陽(yáng)能供暖系統(tǒng),此系統(tǒng)主要由全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器,儲(chǔ)熱水箱、熱泵機(jī)組等組成。論文從太陽(yáng)能與熱泵有機(jī)結(jié)合的角度出發(fā),為了解決太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)的太陽(yáng)能利用率和太陽(yáng)能保證率低下的問(wèn)題,提供一種多單元聯(lián)合運(yùn)行的太陽(yáng)能采暖裝置和采暖方法,針對(duì)不同時(shí)段,采用不同的采暖運(yùn)行策略,以滿足建筑物全天候采暖需求。論文主要做了以下研究工作:(1)通過(guò)DeST軟件構(gòu)建了試驗(yàn)平臺(tái)單體建筑的建筑模型,并對(duì)其采暖期的動(dòng)態(tài)熱負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算,得到全年逐時(shí)熱負(fù)荷變化規(guī)律,確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)負(fù)荷。(2)實(shí)驗(yàn)研究太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的集熱-儲(chǔ)熱特性,主要工作為不同月份、不同儲(chǔ)水量、不同太陽(yáng)輻照強(qiáng)度及不同集熱初始溫度對(duì)系統(tǒng)集熱-儲(chǔ)熱特性的影響。(3)實(shí)驗(yàn)研究太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的供暖特性,分析試驗(yàn)建筑的熱負(fù)荷特性,研究其不同月份和不同儲(chǔ)水量對(duì)供暖系統(tǒng)的影響,系統(tǒng)地分析采暖期內(nèi)太陽(yáng)能保證率的特性。(4)綜合研究系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行的供暖特性及熱泵運(yùn)行對(duì)提高太陽(yáng)能利用率的評(píng)價(jià),最后分析系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能環(huán)保行。通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)研究,論文得出以下主要結(jié)論:(1)通過(guò)DeST軟件模擬計(jì)算,在典型氣象年條件下,試驗(yàn)平臺(tái)建筑在采暖期的熱負(fù)荷指標(biāo)為24.9W/m2。(2)在太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)的集-儲(chǔ)熱特性研究里,各月份的集熱溫度增幅在21℃~36℃之間,太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)使得集熱初始溫度進(jìn)一步降低,提高了系統(tǒng)的集熱效率。在不同儲(chǔ)水量的集熱-儲(chǔ)熱實(shí)驗(yàn)研究中,得出最佳儲(chǔ)水量,使系統(tǒng)維持較高的太陽(yáng)能保證率。(3)在采暖期不同月份供暖特性的研究中,采暖期內(nèi)各個(gè)月份的平均熱負(fù)荷在0.76kW~1.54 k W之間,熱泵系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)在11月、12月、1月、2月內(nèi),輔助電加熱出現(xiàn)在12月和1月內(nèi),熱泵系統(tǒng)的COPH最大值為7.25,平均COPH維持在4左右。(4)在整個(gè)采暖期內(nèi),基于典型天氣工況下,太陽(yáng)能熱泵的運(yùn)行使得系統(tǒng)在11月份內(nèi),熱泵的運(yùn)行使得系統(tǒng)最終的太陽(yáng)能保證率達(dá)到了92.9%,12月份內(nèi),熱泵的運(yùn)行使得系統(tǒng)最終的太陽(yáng)能保證率達(dá)到了81.3%,1月份內(nèi),熱泵的運(yùn)行使得系統(tǒng)最終的太陽(yáng)能保證率達(dá)到了71.8%,2月份內(nèi),熱泵的運(yùn)行使得系統(tǒng)最終的太陽(yáng)能保證率達(dá)到了94.2%,3月份的太陽(yáng)能保證率最大,為94.6%。系統(tǒng)實(shí)時(shí)的供暖數(shù)據(jù),計(jì)算出太陽(yáng)能熱泵的運(yùn)行使得系統(tǒng)的太陽(yáng)能利用率提高了44.9%,在最寒冷的12月份和1月份,太陽(yáng)能熱泵供暖相對(duì)于24小時(shí)的太陽(yáng)能保證率達(dá)到20%,對(duì)太陽(yáng)能熱泵應(yīng)用于太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)提供了科學(xué)依據(jù)。基于試驗(yàn)平臺(tái),輔助常規(guī)能源為電時(shí)的二氧化碳減排量為2481.7kg,減排效果較好。 【關(guān)鍵詞】：太陽(yáng)能集熱 太陽(yáng)能供暖 熱泵 數(shù)字控制 太陽(yáng)能保證率 綜合評(píng)價(jià)
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU832.17;TK519
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 課題研究背景11-21
• 1.1.1 國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能技術(shù)研究進(jìn)展14-17
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)及應(yīng)用現(xiàn)狀17-20
• 1.1.3 我國(guó)太陽(yáng)能資源概況20-21
• 1.2 課題研究背景及意義21-22
• 1.3 課題研究?jī)?nèi)容及主要構(gòu)架22-23
• 2 多單元太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)組成及功能23-36
• 2.1 太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)23-28
• 2.1.1 單體建筑試驗(yàn)平臺(tái)組成及特點(diǎn)24-26
• 2.1.2 多單元太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)工作原理26-28
• 2.2 建筑物熱負(fù)荷模擬計(jì)算28-34
• 2.2.1 基于DeST軟件建立傳熱模型28-31
• 2.2.2 建筑物逐時(shí)熱負(fù)荷模擬計(jì)算分析31-34
• 2.3 太陽(yáng)能供暖試驗(yàn)平臺(tái)的DDC控制方案34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 3 試驗(yàn)平臺(tái)供暖特性實(shí)驗(yàn)研究36-65
• 3.1 實(shí)驗(yàn)條件及儀器36-37
• 3.2 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)集熱特性37-50
• 3.2.1 采暖期不同月份集熱-儲(chǔ)熱特性38-43
• 3.2.2 不同儲(chǔ)水量對(duì)集熱性能的影響43-45
• 3.2.3 工質(zhì)集熱初始溫度對(duì)集熱效率的影響45-48
• 3.2.4 氣象條件及太陽(yáng)輻射照度對(duì)集熱-儲(chǔ)熱的影響48-50
• 3.2.5 結(jié)論及分析50
• 3.3 試驗(yàn)平臺(tái)供暖特性的研究50-61
• 3.3.1 試驗(yàn)平臺(tái)建筑的熱負(fù)荷特性50-51
• 3.3.2 采暖期不同月份供暖特性的研究51-55
• 3.3.3 不同儲(chǔ)水量供暖特性的研究55-58
• 3.3.4 太陽(yáng)能熱泵運(yùn)行對(duì)提高系統(tǒng)供暖行的影響58-61
• 3.3.5 結(jié)論及分析61
• 3.4 空氣集熱器供暖特征分析61-64
• 3.4.1 太陽(yáng)能空氣集熱器供暖特性的數(shù)據(jù)分析61-63
• 3.4.2 太陽(yáng)能空氣集熱器供暖特性的結(jié)論及分析63-64
• 3.5 本章小結(jié)64-65
• 4 太陽(yáng)能供暖試驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)運(yùn)行綜合評(píng)價(jià)65-72
• 4.1 多單元太陽(yáng)能供暖實(shí)驗(yàn)平臺(tái)聯(lián)合運(yùn)行供暖效果65-66
• 4.2 太陽(yáng)能熱泵的應(yīng)用對(duì)提高太陽(yáng)能利用率的評(píng)價(jià)66-68
• 4.3 多單元太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)在供暖期太陽(yáng)能保證率評(píng)價(jià)68-69
• 4.4 系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保評(píng)價(jià)69-70
• 4.5 本章小結(jié)70-72
• 5 結(jié)論與展望72-74
• 5.1 結(jié)論72-73
• 5.2 存在問(wèn)題與下一步工作73-74
• 參考文獻(xiàn)74-76
• 致謝76

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