太陽能—空氣源熱泵系統(tǒng)在獨立式住宅中的應(yīng)用研究

【摘要】：發(fā)展伴隨能源消費的快速增長,使我國成為全球最主要的能源消耗國和環(huán)境污染最為嚴重的地區(qū)。我國能源需求的快速增長及以煤炭為主的能源消費結(jié)構(gòu)使得環(huán)境污染日益加劇,導致大氣污染物如煙塵、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳的排放量都位居世界第一。因此,新能源的利用越來越重要。本文針對太陽能-空氣源熱泵系統(tǒng)在石家莊市獨立建筑(包括某農(nóng)村小平房和遠離市區(qū)沒有集中供熱的別墅)中的應(yīng)用進行研究。對獨立建筑中的兩大類型分別在Trnsys模擬平臺下進行了太陽能熱水系統(tǒng)、空氣源熱泵熱水系統(tǒng)和太陽能-空氣源熱泵熱水系統(tǒng)模型建模模擬,并進一步對模擬模型做了性能分析,最后對太陽能熱水系統(tǒng)、空氣源熱泵熱水系統(tǒng)和太陽能-空氣源熱泵復合系統(tǒng)在兩種類型的獨立建筑中的應(yīng)用做了經(jīng)濟性分析,確定該系統(tǒng)能否進行大面積推廣。性能分析表明:太陽能-空氣源熱泵系統(tǒng)在整個采暖季中太陽能集熱器的集熱效率平均為0.45,太陽能保證率平均為46%,太陽能—空氣源熱泵復合系統(tǒng)中空氣源熱泵單元在采暖季的平均COP為4.5,較單獨空氣源熱泵系統(tǒng)運行時提高了26%,且波動范圍不大。在整個采暖季中,太陽能集熱器的貢獻率為59%,空氣源熱泵的貢獻率為41%。經(jīng)濟性分析表明:太陽能熱水系統(tǒng)在農(nóng)村小平房式的獨立建筑中更經(jīng)濟;而在城市別墅這種類型的獨立建筑中太陽能-空氣源熱泵熱水系統(tǒng)更具推廣性。 【關(guān)鍵詞】：太陽能 空氣源熱泵 獨立建筑 Trnsys 性能分析
【學位授予單位】：河北科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU83;TU18
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 選題背景與研究意義8-10
• 1.1.1 選題背景8-9
• 1.1.2 研究意義9-10
• 1.2 國外、國內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-13
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀法11-13
• 1.3 研究目的13-14
• 1.4 論文研究內(nèi)容14-16
• 第2章 Trnsys軟件系統(tǒng)及軟件部件的數(shù)學模型16-28
• 2.1 Trnsys軟件介紹16-19
• 2.2 模擬所用Trnsys模塊介紹19-26
• 2.2.1 氣象數(shù)據(jù)模塊19-22
• 2.2.2 太陽能系統(tǒng)部件22-24
• 2.2.3 空氣源熱泵系統(tǒng)部件24-26
• 2.3 輸出模塊及系統(tǒng)建模方法簡介26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 模型設(shè)計所需基本理論28-38
• 3.1 太陽能熱水系統(tǒng)28-32
• 3.1.1 太陽能集熱器面積的計算30
• 3.1.2 太陽能集熱器的安裝30-31
• 3.1.3 太陽能熱水系統(tǒng)保溫水箱的計算31-32
• 3.2 空氣源熱泵熱水系統(tǒng)32-33
• 3.2.1 空氣源熱泵的制熱性能系數(shù)32-33
• 3.2.2 空氣源熱泵的選型33
• 3.2.3 空氣源熱泵系統(tǒng)保溫水箱的設(shè)計33
• 3.3 太陽能-熱泵熱水系統(tǒng)33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-38
• 第4章 農(nóng)村小平房的熱水系統(tǒng)設(shè)計及建模38-50
• 4.1 工程概況38-39
• 4.1.1 氣象參數(shù)38
• 4.1.2 設(shè)計參數(shù)以及模擬方式38-39
• 4.2 單獨太陽能系統(tǒng)設(shè)計39-42
• 4.2.1 設(shè)計參數(shù)以及模擬方式40
• 4.2.2 系統(tǒng)模塊參數(shù)設(shè)計40-42
• 4.3 單獨空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計42-43
• 4.3.1 系統(tǒng)模擬模型42
• 4.3.2 系統(tǒng)模塊參數(shù)42-43
• 4.4 太陽能-空氣源熱泵系統(tǒng)43-45
• 4.4.1 系統(tǒng)模擬模型43
• 4.4.2 系統(tǒng)模塊參數(shù)43-45
• 4.5 系統(tǒng)模擬結(jié)果及數(shù)據(jù)分析45-49
• 4.6 本章小結(jié)49-50
• 第5章 城市別墅的熱水系統(tǒng)設(shè)計及建模50-54
• 5.1 工程概況50-51
• 5.1.1 氣象參數(shù)50
• 5.1.2 設(shè)計參數(shù)及模擬方式50-51
• 5.2 單獨太陽能系統(tǒng)設(shè)計51-52
• 5.2.1 系統(tǒng)模擬模型51
• 5.2.2 系統(tǒng)模塊參數(shù)設(shè)計51-52
• 5.3 太陽能-空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計52-53
• 5.3.1 系統(tǒng)模擬模型52
• 5.3.2 系統(tǒng)模塊參數(shù)52-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 第6章 太陽能-空氣源熱泵在獨立建筑中的經(jīng)濟可行性分析54-60
• 6.1 主要經(jīng)濟參數(shù)54
• 6.2 在農(nóng)村小平房應(yīng)用中的分析54-56
• 6.3 在城市別墅應(yīng)用中的分析56-58
• 6.4 本章小結(jié)58-60
• 結(jié)論60-62
• 參考文獻62-66
• 攻讀碩士學位期間所發(fā)表的論文66-68
• 致謝68

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