兰州太阳能热泵和电锅炉联合运行系统的分析

【摘要】：随着经济的快速发展,能源需求量在不断增加,常规能源日渐短缺,环境污染日益严重,从资源、环境、社会发展需求来看,开发利用新能源和可再生能源是必然的趋势。太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源,我国的太阳能资源非常丰富。因此,我国在建筑中逐渐加大了对太阳能的利用。 本文对太阳能热泵和电锅炉联合运行系统的设计和运行方案进行了阐述,主要研究了太阳能保证率在按设计负荷的30%、40%和50%情况下选取时,太阳能热泵的供热量占建筑所需热量的比例。 本文在计算太阳能集热器的集热量时,对太阳辐射强度进行了编程计算。通过对兰州2009-2010年采暖季的计算,得出整个采暖季太阳能保证率为30%、40%和50%时太阳能热泵的供热量占建筑所需热量的比例分别为58.61%,82.7%和98.02%的结论；并对不同太阳能保证率下的太阳能热泵和电锅炉联合运行系统与电锅炉独立运行系统所增加的初投资的回收年限、环保效益、热价进行了对比分析。最后通过层次分析-模糊综合评价方法,得出在太阳能保证率为30%的情况下此系统综合评价优于其它两种情况。 通过分析得出在兰州地区应用太阳能非常有利,在节约常规能源的同时,可以减少对环境的污染。 【关键词】：太阳能热泵 电锅炉 联合运行 层次分析
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TU832;TU18
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 课题研究的目的和意义10-11
• 1.2 我国的太阳能资源及太阳能的特点11-12
• 1.2.1 我国的太阳能资源11-12
• 1.2.2 太阳能资源的特点12
• 1.3 太阳能热泵的发展背景及分类12-17
• 1.3.1 太阳能热泵的发展背景12-13
• 1.3.2 太阳能热泵采暖系统的分类13-17
• 1.4 太阳能热泵的国内外研究现状17-20
• 1.4.1 国外研究现状17-18
• 1.4.2 国内研究现状18-20
• 1.6 我国在推广太阳能方面的政策20
• 1.7 本文的主要工作20-22
• 第2章 太阳能热泵和电锅炉联合运行系统的设计22-35
• 2.1 研究对象的基础资料22-23
• 2.1.1 研究对象概述22
• 2.1.2 工程概况22
• 2.1.3 气象参数22-23
• 2.2 热负荷计算23-25
• 2.2.1 围护结构传热系数23
• 2.2.2 热负荷计算23-25
• 2.3 室内采暖系统的选择25-27
• 2.3.1 散热器采暖的特点25-26
• 2.3.2 地板采暖的特点26
• 2.3.3 室内采暖系统的选择26
• 2.3.4 地板采暖的结构26-27
• 2.4 太阳能集热器的选择27-30
• 2.4.1 太阳能集热器的分类27-28
• 2.4.2 不同类型太阳能集热器产水量对比28-29
• 2.4.3 太阳能集热器的选择29
• 2.4.4 太阳能集热器倾角的确定29-30
• 2.5 太阳能热泵和电锅炉联合运行系统的设计30-32
• 2.5.1 太阳能集热器的面积30-31
• 2.5.2 贮水箱的有效容积31
• 2.5.3 辅助热源的选择31-32
• 2.6 太阳能热泵和电锅炉联合运行方案32-34
• 2.7 本章小结34-35
• 第3章 太阳辐射强度的计算35-42
• 3.1 影响太阳辐射强度的各种角度35-37
• 3.1.1 赤纬角35
• 3.1.2 当地太阳时角35-36
• 3.1.3 太阳高度角36
• 3.1.4 太阳入射角36-37
• 3.2 地球表面的太阳辐射强度37-39
• 3.2.1 太阳常数的定义37-38
• 3.2.2 大气质量38
• 3.2.3 地球表面的太阳辐射强度38-39
• 3.3 任意倾斜平面上的太阳辐射强度39-41
• 3.3.1 倾斜平面上太阳直射辐射强度39
• 3.3.2 倾斜平面上太阳散射辐射强度39
• 3.3.3 倾斜平面上所获得的地面反射辐射强度39-40
• 3.3.4 倾斜平面上太阳总辐射强度40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 太阳能热泵和电锅炉联合运行系统的分析42-56
• 4.1 太阳能热泵和电锅炉提供的热量42-49
• 4.1.1 建筑物所需供热量42
• 4.1.2 太阳能集热器的供热量42
• 4.1.3 热泵压缩机所消耗的电能42-43
• 4.1.4 太阳能热泵的供热量43-47
• 4.1.5 电锅炉消耗的电功率47-49
• 4.2 兰州和北京应用太阳能热泵和电锅炉联合运行系统的比较49-55
• 4.2.1 北京太阳能热泵的供热量49-53
• 4.2.2 北京电锅炉消耗的电功率53-55
• 4.2.3 兰州和北京地区太阳能热泵的供热量对比55
• 4.3 本章小结55-56
• 第5章 基于模糊综合评价供热系统的分析56-66
• 5.1 太阳能热泵的节能效益56-60
• 5.1.1 太阳能热泵的节能量56
• 5.1.2 太阳能热泵的节能费用56-57
• 5.1.3 太阳能热泵增加投资回收期57-59
• 5.1.4 太阳能热泵的环保效益59
• 5.1.5 太阳能热泵和电锅炉联合运行的热价59-60
• 5.2 基于模糊综合评价供热系统的分析60-65
• 5.2.1 层次分析-模糊综合评价方法的步骤60-63
• 5.2.2 各方案的比较63-65
• 5.3 本章小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士学位期间发表的论文70-71
• 附录71-76
• 致谢76

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