严寒地区太阳能-地源热泵及热网联合供暖系统的运行研究

《严寒地区太阳能-地源热泵及热网联合供暖系统的运行研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、严寒地区太阳能---地源热泵及热网联合供暖系统的运行研究-地源热泵及热网联合供暖系统的运行研究OperationStudyofSolarEnergy-GroundSourceHeatPumpandHeatingNetworkinColdRegions研研研研究究究究生生生生：：：：毛立功毛立功毛立功毛立功指导教师指导教师：指导教师：：：郝红郝红郝红郝红副教授副教授副教授副教授学科专业学科专业：学科专业：：：能源与环境工程能源与环境工程能源与环境工程能源与环境工程二〇一五年十二月分类号：学校代码：10153U

2、DC：密级：公开硕士学位论文严寒地区太阳能---地源热泵及热网联合供暖系统的运行研究-地源热泵及热网联合供暖系统的运行研究作者姓名：毛立功入学年份：2013年9月指导教师：郝红副教授学科专业：能源与环境工程申请学位：工学硕士所在单位：市政与环境工程学院论文提交日期：2015年10月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年01月答辩委员会主席：宋波答辩委员会组成：宋波郝文阁冯国会于靓王贵强于水刘馨论文评阅人：声声声明明明明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果

3、除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论

4、文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年□一年□一年半□两年□作者签名：导师签名：日期：年月日期：年月硕士研究生学位论文摘要I摘要我国采暖能耗所占建筑能耗的比重为30%左右，传统采暖多为燃煤式集中供暖，对大气造成的污染较为严重，加之我国煤炭资源紧缺，加快转变采暖能耗结构，发展利用新型能源已提上日程。热泵技术是一项利用浅层土壤地热能的新技术，近些年来受到越来越广泛的应用；太阳能作为一种清洁无污染的天然资源，其利用技术已趋于成熟。本文考虑将两种技术进行组合

5、对建筑物进行供暖，即太阳能—地源热泵联合供暖系统，但考虑到严寒地区较大的冷热负荷不平衡率及太阳能资源的不稳定性，采用热网对系统进行补热以满足建筑物的供暖需求。本文首先对目标建筑物的冷热负荷状况进行了计算，得出了建筑物冷热负荷不平衡率为78.08%，若单独采用地源热泵进行供暖，会造成土壤温度的大幅度下降不利于热泵机组的长年运行，从而得出了太阳能辅助地源热泵供暖的必要性；其次，给出了太阳能—地源热泵联合供暖的设计原则及运行方式，并根据建筑物当地的太阳能资源情况和太阳能供暖的相关技术规范确定了太阳能的保证率为30

6、%，则地源热泵承担的建筑负荷为70%；再次，对联合供暖系统的各部件进行选型设计，以模拟软件TRNSYS为平台，搭建系统模型进行仿真模拟；最后，对系统各部分的换热量、建筑物的供回水温度、地埋管与土壤间的传热速率、系统运行五年来热泵机组COP、地埋管进出口温度及土壤温度的变化等进行对比分析，并对不同运行方式的经济性进行了分析计算。最后，文章从能效比、能源利用率及环境效益对联合式供暖系统进行了分析。在整个供暖季中，就太阳能集热系统对供暖循环水的供热总量而言，并联式系统要比串联式系统高21.7%；就埋管换热器从土壤

7、的取热总量而言，并联式系统要比串联式系统低8.6%；就热网对系统的补热量而言，并联式系统与热网间的换热总量比串联式系统高出83.2%；就系统的供回水温度而言，串联式系统和并联式系统的供水温度都维持在45.00℃，串联式系统的回水温度在36.81～40.72℃之间变化,并联式系统的回水温度在37.23～39.41℃之间变化，并联式系统的回水温度波动较小。运行5年后，结果表明：串联式系统地埋管出口水温由一开始的8.34℃下降至1.48℃，入口水温由一开始的6.69℃下降至0.03℃；并联式系统地埋管出口水温由一

8、开始的8.34℃下降至2.78℃，入口水温由一开始的6.69℃下降至1.26℃；串联式系统的土壤温度由原来的12.00℃下降至5.79℃，系统对地埋管换热器周围土壤温度的扰动率为51.75%；并联式系统的土壤温度由原来的12.00℃变为7.15℃，系统对地埋管换热器周围土壤温度的扰动率为40.42%。在系统运行的5年里，串联式供暖系统所需的总费用为87.25万元，并联式供暖系统的总费用为89.69万元，并联式供暖