北京地区太阳能—土壤源热泵的综合应用研究

【摘要】：能源是推进社会经济发展、增强人类拓展力的源动力，节能与环保成为当今世界的主题。在此形势下，许多发达国家通过完善法律框架来力推节能政策，并以能源效率作为能源政策基本工具。能耗高与能源利用效率低使我国能源形势更加严峻，日益突出的能源与环境问题已成为制约我国经济可持续发展的两大问题。节能环保已成为我国社会可持续发展的重大举措。 本文以北京某规划区域的供暖空调及生活热水方案为例，对太阳能辅助土壤源热泵系统加冰蓄冷系统进行了详细研究，并对系统节能性、经济性进行了分析，为相似工程实践提供参考。本文的工作主要包括以下四个方面。 首先介绍了所研究的工程的基本情况，分析了项目所在地的气候及地质条件，对拟建建筑的热负荷、冷负荷、生活热水负荷进行了分析，为后面的研究提供基础材料。 其次，针对本文所研究的拟建工程的实际情况及当地的能源资源情况，设计出一套结合了土壤源热泵、太阳能利用、冰蓄冷技术的综合能源系统。对设计的太阳能-土壤源热泵综合应用系统的原理进行了说明，并对系统的热水供系统流程、供热流程、空调流程分别进行了分析。对系统进行了设计，对主要设备的选择进行了分析与计算。 然后，对太阳能-土壤源热泵综合应用系统的节能效果进行了分析。对系统主要设备的逐时能耗和全年能耗分别进行了分析，并与常规系统进行了对比分析，结果表明，与采用电加热供热水和集中供热相比，设计的综合应用系统有较好的节能效果。 最后，对太阳能-土壤源热泵综合应用系统的经济性进行了分析。分别从系统的初投资、回收期的角度研究了本文设计的系统的经济性，并计算了系统的设备投资经济指标及供冷运行经济指标。 【关键词】：太阳能-土壤源热泵 冰蓄冷系统 热水供应 供暖 空调
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU831
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题的来源及目的和意义10-11
• 1.1.1 课题的来源10
• 1.1.2 课题研究的目的和意义10-11
• 1.2 国内外相关课题的研究现状11-17
• 1.2.1 国外相关课题的研究现状11-15
• 1.2.2 国内相关课题的研究现状15-17
• 1.3 本课题主要研究内容17-18
• 第2章 拟建工程概况及负荷分析18-28
• 2.1 拟建工程概况18-19
• 2.1.1 建筑概况18
• 2.1.2 建筑维护结构相关参数18-19
• 2.1.3 气候地质特点19
• 2.2 建筑采暖空调及热水供应负荷分析19-25
• 2.2.1 TRNSYS 软件介绍19-21
• 2.2.2 负荷分析相关室外计算参数21-22
• 2.2.3 室内设计参数的选定22-23
• 2.2.4 采暖空调冷热负荷分析23-25
• 2.2.5 生活热水负荷分析25
• 2.3 可利用能源情况分析25-26
• 2.3.1 太阳能25-26
• 2.3.2 浅层地能26
• 2.4 本章小结26-28
• 第3章 太阳能-土壤源热泵综合应用系统原理及设计28-39
• 3.1 工程方案系统原理图29
• 3.2 系统工艺流程29-32
• 3.2.1 热水供应系统流程29
• 3.2.2 供热流程29-31
• 3.2.3 空调流程31-32
• 3.3 土壤源热泵系统的设计32-35
• 3.4 太阳能集热器及蓄热水箱的设计35-36
• 3.5 冰蓄冷系统设计36
• 3.6 系统主要设备选择36-38
• 3.6.1 生活热水辅助热泵机组36-37
• 3.6.2 土壤源热泵机组选择37
• 3.6.3 冰蓄冷装置选择37
• 3.6.4 冷却塔选择37
• 3.6.5 板式换热器选型37-38
• 3.7 本章小结38-39
• 第4章 太阳能-土壤源热泵综合应用系统能耗分析39-47
• 4.1 系统各主要设备逐时能耗分析39-44
• 4.1.1 热水供应能耗分析39-41
• 4.1.2 供热能耗分析41-42
• 4.1.3 空调能耗分析42-44
• 4.2 系统各主要设备全年能耗分析44-45
• 4.2.1 生活热水供应系统全年能耗分析44
• 4.2.2 土壤源热泵系统全年能耗分析44-45
• 4.2.3 冰蓄冷系统全年能耗分析45
• 4.2.4 冷却塔全年能耗分析45
• 4.3 节能效果分析45-46
• 4.3.1 太阳能热水供应系统45
• 4.3.2 土壤源热泵供热供冷系统45
• 4.3.3 冰蓄冷系统45-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 太阳能-土壤源热泵综合应用系统经济性分析47-53
• 5.1 系统初投资概算47-48
• 5.1.1 太阳能热水供应系统初投资概算47
• 5.1.2 土壤源热泵系统初投资概算47-48
• 5.1.3 冰蓄冷系统初投资概算48
• 5.1.4 冷却塔初投资概算48
• 5.2 投资回收期的分析48-51
• 5.2.1 系统增量成本的计算49
• 5.2.2 系统节省运行费用的计算49-50
• 5.2.3 系统增量投资回收期的计算50-51
• 5.3 系统的经济指标51-52
• 5.3.1 设备投资经济指标51
• 5.3.2 供冷运行经济指标51-52
• 5.4 本章小结52-53
• 结论53-55
• 全文总结53
• 前景与展望53-55
• 参考文献55-60
• 附录60-66
• 致谢66-67
• 个人简历67

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