蘭州地區(qū)空氣源熱泵聯(lián)合太陽能供暖系統(tǒng)的仿真研究及其性能分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，傳統(tǒng)能源的消耗量與日俱增，隨之而來的是日益嚴(yán)重的資源短缺與環(huán)境污染問題。因此，可再生新能源的開發(fā)利用勢在必行，如太陽能、空氣能和風(fēng)能等的開發(fā)與利用呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭。太陽能熱水采暖系統(tǒng)在我國冬季采暖地區(qū)也得到了一定程度的應(yīng)用。然而，單一的太陽能熱水系統(tǒng)受氣象狀況，如陰雨天氣的影響，會(huì)出現(xiàn)供熱不連續(xù)甚至中斷的現(xiàn)象。類似地，單一空氣源熱泵供熱系統(tǒng)會(huì)由于室外氣溫過低，出現(xiàn)結(jié)霜問題，導(dǎo)致供熱效率降低的狀

2、況。
　　為了充分利用蘭州地區(qū)豐富的太陽能資源和減少對于傳統(tǒng)能源的依賴，克服上述單一熱源系統(tǒng)供熱存在的問題，以太陽能和熱泵理論技術(shù)為基礎(chǔ)，滿足建筑供熱的工藝需求，本文提出了空氣源熱泵聯(lián)合太陽能供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，工藝流程及其運(yùn)行模式?；?TRNSYS軟件，對該聯(lián)合供暖系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬及其性能分析，驗(yàn)證該系統(tǒng)的可行性和應(yīng)用潛力。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　1.以太陽能技術(shù)、空氣源熱泵技術(shù)、供熱技術(shù)為前提，提出空氣源熱泵聯(lián)合太

3、陽能供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)想，且對其運(yùn)行模式，包括供熱模式 A，供熱模式B和除霜模式C進(jìn)行了機(jī)理分析。
　　2.對該空氣源熱泵聯(lián)合太陽能供暖系統(tǒng)各個(gè)主要組成環(huán)節(jié)的工作機(jī)理進(jìn)行了數(shù)學(xué)表述和主要設(shè)備的選型計(jì)算。
　　3.本文蘭州地區(qū)的某綜合辦公樓為數(shù)值仿真的載體，利用TRNSYS軟件，對該辦公樓的聯(lián)合供熱系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬。在供熱模式A，供熱模式B和除霜模式C下，分別獲取了表征該系統(tǒng)性能的主要運(yùn)行參數(shù)變化規(guī)律。結(jié)果表明，該聯(lián)合供熱系統(tǒng)能

4、夠滿足辦公樓的供熱負(fù)荷需求和室溫達(dá)標(biāo)。此外，在非采暖期間，對制取衛(wèi)生熱水模式D同樣進(jìn)行了數(shù)值仿真，結(jié)果表明，可提供一定數(shù)量的衛(wèi)生熱水，滿足辦公人員及其附近居民的需求和減少能耗。
　　4.在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保等指標(biāo)的前提下，將該聯(lián)合供暖系統(tǒng)與其它傳統(tǒng)供暖系統(tǒng)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有運(yùn)行費(fèi)用低，且綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文的研究結(jié)果驗(yàn)證了太陽能空氣源熱泵聯(lián)合供暖系統(tǒng)的可行性及其運(yùn)行模式，這為解決北方寒冷地區(qū)冬季采暖所