太阳能—空气源热泵系统在独立式住宅中的应用研究

【摘要】：发展伴随能源消费的快速增长,使我国成为全球最主要的能源消耗国和环境污染最为严重的地区。我国能源需求的快速增长及以煤炭为主的能源消费结构使得环境污染日益加剧,导致大气污染物如烟尘、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,新能源的利用越来越重要。本文针对太阳能-空气源热泵系统在石家庄市独立建筑(包括某农村小平房和远离市区没有集中供热的别墅)中的应用进行研究。对独立建筑中的两大类型分别在Trnsys模拟平台下进行了太阳能热水系统、空气源热泵热水系统和太阳能-空气源热泵热水系统模型建模模拟,并进一步对模拟模型做了性能分析,最后对太阳能热水系统、空气源热泵热水系统和太阳能-空气源热泵复合系统在两种类型的独立建筑中的应用做了经济性分析,确定该系统能否进行大面积推广。性能分析表明:太阳能-空气源热泵系统在整个采暖季中太阳能集热器的集热效率平均为0.45,太阳能保证率平均为46%,太阳能—空气源热泵复合系统中空气源热泵单元在采暖季的平均COP为4.5,较单独空气源热泵系统运行时提高了26%,且波动范围不大。在整个采暖季中,太阳能集热器的贡献率为59%,空气源热泵的贡献率为41%。经济性分析表明:太阳能热水系统在农村小平房式的独立建筑中更经济;而在城市别墅这种类型的独立建筑中太阳能-空气源热泵热水系统更具推广性。 【关键词】：太阳能 空气源热泵 独立建筑 Trnsys 性能分析
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU83;TU18
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 选题背景与研究意义8-10
• 1.1.1 选题背景8-9
• 1.1.2 研究意义9-10
• 1.2 国外、国内研究现状及发展趋势10-13
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状法11-13
• 1.3 研究目的13-14
• 1.4 论文研究内容14-16
• 第2章 Trnsys软件系统及软件部件的数学模型16-28
• 2.1 Trnsys软件介绍16-19
• 2.2 模拟所用Trnsys模块介绍19-26
• 2.2.1 气象数据模块19-22
• 2.2.2 太阳能系统部件22-24
• 2.2.3 空气源热泵系统部件24-26
• 2.3 输出模块及系统建模方法简介26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 模型设计所需基本理论28-38
• 3.1 太阳能热水系统28-32
• 3.1.1 太阳能集热器面积的计算30
• 3.1.2 太阳能集热器的安装30-31
• 3.1.3 太阳能热水系统保温水箱的计算31-32
• 3.2 空气源热泵热水系统32-33
• 3.2.1 空气源热泵的制热性能系数32-33
• 3.2.2 空气源热泵的选型33
• 3.2.3 空气源热泵系统保温水箱的设计33
• 3.3 太阳能-热泵热水系统33-35
• 3.4 本章小结35-38
• 第4章 农村小平房的热水系统设计及建模38-50
• 4.1 工程概况38-39
• 4.1.1 气象参数38
• 4.1.2 设计参数以及模拟方式38-39
• 4.2 单独太阳能系统设计39-42
• 4.2.1 设计参数以及模拟方式40
• 4.2.2 系统模块参数设计40-42
• 4.3 单独空气源热泵系统设计42-43
• 4.3.1 系统模拟模型42
• 4.3.2 系统模块参数42-43
• 4.4 太阳能-空气源热泵系统43-45
• 4.4.1 系统模拟模型43
• 4.4.2 系统模块参数43-45
• 4.5 系统模拟结果及数据分析45-49
• 4.6 本章小结49-50
• 第5章 城市别墅的热水系统设计及建模50-54
• 5.1 工程概况50-51
• 5.1.1 气象参数50
• 5.1.2 设计参数及模拟方式50-51
• 5.2 单独太阳能系统设计51-52
• 5.2.1 系统模拟模型51
• 5.2.2 系统模块参数设计51-52
• 5.3 太阳能-空气源热泵系统设计52-53
• 5.3.1 系统模拟模型52
• 5.3.2 系统模块参数52-53
• 5.4 本章小结53-54
• 第6章 太阳能-空气源热泵在独立建筑中的经济可行性分析54-60
• 6.1 主要经济参数54
• 6.2 在农村小平房应用中的分析54-56
• 6.3 在城市别墅应用中的分析56-58
• 6.4 本章小结58-60
• 结论60-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间所发表的论文66-68
• 致谢68

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