蘭州地區(qū)太陽(yáng)能熱泵無(wú)水采暖系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究

【摘要】：近年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)帶來(lái)的環(huán)境破壞,太陽(yáng)能這一無(wú)污染的清潔能源越來(lái)越受到人們的重視。針對(duì)目前我國(guó)能源短缺與環(huán)境污染的問(wèn)題,以可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排為目標(biāo),本文提出了一種新型的太陽(yáng)能熱泵無(wú)水采暖系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于目前太陽(yáng)能利用與熱泵系統(tǒng)融合的思想,在直接膨脹式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)集熱蒸發(fā)原理的基礎(chǔ)上,與無(wú)水地板輻射采暖系統(tǒng)相結(jié)合,將太陽(yáng)能利用與地暖盤管系統(tǒng)相結(jié)合,以較高的效率實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的采暖。 本文結(jié)合蘭州地區(qū)的室外熱環(huán)境,在太陽(yáng)能熱泵無(wú)水采暖系統(tǒng)理論分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和選型,搭建了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)房,并進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究與模擬運(yùn)算。其主要研究的內(nèi)容和結(jié)果如下： 1、本文闡述了太陽(yáng)能熱泵無(wú)水采暖系統(tǒng)的基本原理,對(duì)系統(tǒng)各組成部件進(jìn)行了深入的分析,建立了太陽(yáng)能熱泵無(wú)水采暖系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程。 2、利用實(shí)驗(yàn)的方法研究了太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器、熱泵壓縮機(jī)、地暖盤管在不同室外典型熱環(huán)境下的運(yùn)行參數(shù)的變化情況。驗(yàn)證了紫銅加壓地暖盤管在實(shí)際應(yīng)用中的可行性。 3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,這種系統(tǒng)在小戶型住宅采暖中具有一定的優(yōu)勢(shì),能夠改善常規(guī)能源利用所造成的資源浪費(fèi)。 4、基于建筑能耗模擬分析軟件DeST (Designer's Simulation Toolkits),對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)房的熱環(huán)境進(jìn)行模擬研究,通過(guò)對(duì)比模擬運(yùn)算與實(shí)驗(yàn)中的建筑熱負(fù)荷、室內(nèi)溫度的逐時(shí)變化情況,進(jìn)一步驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性。此外,使用費(fèi)用年值法,對(duì)比新型太陽(yáng)能熱泵無(wú)水采暖系統(tǒng)與城市普遍使用的集中供暖系統(tǒng)以及燃?xì)忮仩t系統(tǒng)的費(fèi)用年值,來(lái)分析出該新型系統(tǒng)相比于兩種老式的采暖系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)劣。結(jié)果表明,太陽(yáng)能熱泵無(wú)水采暖系統(tǒng)費(fèi)用年值適中并且環(huán)境效益顯著。通過(guò)實(shí)驗(yàn)及數(shù)值分析,得出在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保等方面,本文所提出的太陽(yáng)能熱泵無(wú)水采暖系統(tǒng)都有一定的優(yōu)勢(shì),為太陽(yáng)能在寒冷地區(qū)的太陽(yáng)能熱泵采暖工程的應(yīng)用提供了一定的依據(jù)。 【關(guān)鍵詞】：建筑節(jié)能 太陽(yáng)能 熱泵 地板輻射采暖
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU832.1
【目錄】：

• 目錄5-7
• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題研究背景及意義9-12
• 1.1.1 能源概況9-10
• 1.1.2 建筑節(jié)能與太陽(yáng)能的利用10-12
• 1.2 太陽(yáng)能熱泵采暖的應(yīng)用研究12-15
• 1.2.1 熱泵技術(shù)的發(fā)展12-14
• 1.2.2 太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 課題研究的目的、內(nèi)容及方法15-17
• 1.3.1 課題研究的目的及意義15-16
• 1.3.2 課題研究的主要內(nèi)容和方法16-17
• 第2章 太陽(yáng)能熱泵無(wú)水采暖系統(tǒng)的理論研究與系統(tǒng)分析17-24
• 2.1 太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)17-19
• 2.1.1 間接(非直接)膨脹式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)17-18
• 2.1.2 直接膨脹式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)18-19
• 2.2 太陽(yáng)能無(wú)水熱泵系統(tǒng)19-23
• 2.2.1 系統(tǒng)原理19-20
• 2.2.2 理論分析20-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第3章 實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)及搭建24-42
• 3.1 實(shí)驗(yàn)房的計(jì)算24-33
• 3.1.1 布局規(guī)劃及設(shè)計(jì)24-26
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)房地板輻射采暖敷設(shè)設(shè)計(jì)26-28
• 3.1.3 地板輻射采暖構(gòu)造層傳熱計(jì)算28-31
• 3.1.4 實(shí)驗(yàn)房的負(fù)荷分析31-33
• 3.2 部件選型與設(shè)計(jì)計(jì)算33-40
• 3.2.1 太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器設(shè)計(jì)選型33-38
• 3.2.2 熱泵系統(tǒng)部件及配件38-39
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試及控制系統(tǒng)39-40
• 3.3 實(shí)驗(yàn)房的調(diào)試與建立40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 太陽(yáng)能熱泵無(wú)水系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試及結(jié)果分析42-53
• 4.1 太陽(yáng)能熱泵無(wú)水系統(tǒng)的性能實(shí)驗(yàn)42-48
• 4.1.1 測(cè)試數(shù)據(jù)及分析42-45
• 4.1.2 太陽(yáng)能集熱板性能45-48
• 4.2 太陽(yáng)能熱泵無(wú)水地暖的性能實(shí)驗(yàn)與分析48-49
• 4.3 實(shí)驗(yàn)房的供暖房間熱環(huán)境實(shí)驗(yàn)與分析49-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 太陽(yáng)能熱泵無(wú)水系統(tǒng)的能耗模數(shù)值與經(jīng)濟(jì)性分析53-62
• 5.1 太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)負(fù)荷分析53-57
• 5.1.1 系統(tǒng)模型的建立53-55
• 5.1.2 動(dòng)態(tài)負(fù)荷的數(shù)值模擬55-57
• 5.2 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析57-61
• 5.2.1 費(fèi)用年值法經(jīng)濟(jì)性分析57-58
• 5.2.2 系統(tǒng)初投資的比較58
• 5.2.3 系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的比較58-60
• 5.2.4 系統(tǒng)環(huán)境效益分析60-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論與展望62-64
• 1. 研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)62-63
• 2. 研究展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68-69
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69

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