鐵路站房太陽(yáng)能—雙熱源熱泵供暖系統(tǒng)研究

【摘要】：太陽(yáng)能和熱泵聯(lián)合使用是一種利用低溫可再生能源,節(jié)能環(huán)保的供暖系統(tǒng),是我國(guó)近幾年來(lái)新興的有效降低建筑能耗技術(shù)之一。結(jié)合國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)研究成果,本文給出一種改進(jìn)型的太陽(yáng)能-雙熱源熱泵聯(lián)合供暖系統(tǒng),即可利用蓄熱水箱熱水作為熱泵的低溫?zé)嵩?也可提取室外空氣熱量,同時(shí)設(shè)置大小兩個(gè)蓄熱水箱,將直接供熱用熱水和熱泵的水源蒸發(fā)器用熱水分隔開來(lái)。通過研究此種系統(tǒng)在鐵路站房運(yùn)行特性并優(yōu)化系統(tǒng)配置,也為今后同類工程供暖設(shè)計(jì)提供新思路和理論參考。根據(jù)某鐵路站房實(shí)際建筑模型,基于TRNSYS軟件,建立太陽(yáng)能-雙熱源熱泵聯(lián)合供暖系統(tǒng)計(jì)算仿真模型。研究表明,雙熱源熱泵供熱性能明顯優(yōu)于空氣源熱泵,系統(tǒng)配置雙熱源熱泵可有效降低系統(tǒng)能耗,提高系統(tǒng)能效比。系統(tǒng)設(shè)置兩個(gè)蓄熱水箱,相較于單水箱提高了系統(tǒng)集熱性能和太陽(yáng)能總供熱量。對(duì)于系統(tǒng)整體來(lái)說(shuō),根據(jù)典型天和整個(gè)供暖季氣象數(shù)據(jù)得到,標(biāo)準(zhǔn)天期間系統(tǒng)集熱效率和太陽(yáng)能保證率分別為52.40%和77.92%,超過一半以上建筑熱需求可由太陽(yáng)能提供；最冷天期間系統(tǒng)集熱效率和太陽(yáng)能保證率可達(dá)到41.73%和36.64%；供暖季系統(tǒng)太陽(yáng)能保證率為48.69%。此外,本文還分析了太陽(yáng)能-雙熱源熱泵聯(lián)合供暖系統(tǒng)中集熱單元、蓄熱單元、輔熱單元對(duì)熱泵機(jī)組性能的影響,通過建立不同目標(biāo)函數(shù),優(yōu)化了集熱器安裝傾角、集熱面積、蓄熱水箱容積以及熱泵中空氣源側(cè)開啟時(shí)間的配置。優(yōu)化后系統(tǒng)增加了太陽(yáng)能保證率和能效比,降低了總能耗,提高了系統(tǒng)的節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性。 【關(guān)鍵詞】：鐵路站房 太陽(yáng)能 雙熱源熱泵 TRNSYS仿真
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU832;TU18
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題研究背景10
• 1.2 課題的提出10-11
• 1.3 太陽(yáng)能熱泵供暖研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 第2章 太陽(yáng)能-雙熱源熱泵供暖系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型15-23
• 2.1 太陽(yáng)能集熱單元數(shù)學(xué)模型15-17
• 2.1.1 太陽(yáng)能輻照量15-16
• 2.1.2 平板型集熱器的數(shù)學(xué)模型16-17
• 2.2 太陽(yáng)能蓄熱單元數(shù)學(xué)模型17-19
• 2.3 太陽(yáng)能輔熱單元數(shù)學(xué)模型19-23
• 第3章 太陽(yáng)能-雙熱源熱泵供暖系統(tǒng)TRNSYS仿真模型23-35
• 3.1 工程實(shí)例23-24
• 3.2 建筑負(fù)荷計(jì)算24-26
• 3.2.1 松潘地區(qū)氣象數(shù)據(jù)24
• 3.2.2 建筑負(fù)荷計(jì)算模型24-26
• 3.3 系統(tǒng)形式確定26-27
• 3.4 系統(tǒng)仿真模型27-34
• 3.4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)27-29
• 3.4.2 系統(tǒng)啟?？刂茥l件29-30
• 3.4.3 系統(tǒng)運(yùn)行模式設(shè)定30-33
• 3.4.4 仿真模型建立33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第4章 太陽(yáng)能-雙熱源熱泵供暖系統(tǒng)運(yùn)行特性研究35-52
• 4.1 典型天系統(tǒng)運(yùn)行分析35-39
• 4.1.1 標(biāo)準(zhǔn)天運(yùn)行分析35-38
• 4.1.2 最冷天運(yùn)行分析38-39
• 4.2 供暖季變熱泵形式系統(tǒng)性能分析39-43
• 4.2.1 不同熱泵形式機(jī)組性能分析40-41
• 4.2.2 不同熱泵形式系統(tǒng)性能分析41-43
• 4.3 供暖季變水箱配置系統(tǒng)性能分析43-48
• 4.3.1 單雙水箱對(duì)系統(tǒng)集熱性能影響44-46
• 4.3.2 單雙水箱對(duì)系統(tǒng)太陽(yáng)能供熱量影響46-48
• 4.4 供暖季系統(tǒng)運(yùn)行分析48-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第5章 太陽(yáng)能-雙熱源熱泵供暖系統(tǒng)性能優(yōu)化研究52-69
• 5.1 集熱單元性能優(yōu)化分析52-58
• 5.1.1 集熱器傾角對(duì)吸收太陽(yáng)輻射量影響52-53
• 5.1.2 集熱面積對(duì)熱泵機(jī)組性能影響53-56
• 5.1.3 綜合效率最大原則的集熱面積優(yōu)化56-58
• 5.2 蓄熱單元性能優(yōu)化分析58-65
• 5.2.1 水箱容積對(duì)熱泵機(jī)組性能的影響58-63
• 5.2.2 供熱量最大原則的水箱容積優(yōu)化63-65
• 5.3 輔熱單元性能優(yōu)化分析65-66
• 5.4 優(yōu)化后系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)比66-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論與展望69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 附錄74-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文和科研成果77

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