太陽能熱水和熱泵復(fù)合熱源的輻射供暖系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、為滿足我國生態(tài)文明建設(shè)的發(fā)展需求，本文研究了一種采用太陽能和熱泵作為熱源的建筑輻射供暖系統(tǒng)，以南京地區(qū)的一棟供暖面積為335.740 m2的三層別墅型住宅建筑為研究對象，通過系統(tǒng)建模和模擬分析的方法展開研究工作，主要研究成果包括以下五個方面:
　　1、利用DeST軟件模擬建筑逐時負荷，得到供暖期的建筑總能耗為65047.869MJ。設(shè)計采用舒適、節(jié)能環(huán)保的太陽能熱水和熱泵復(fù)合熱源的輻射供暖系統(tǒng)，對系統(tǒng)中的太陽能集熱器、蓄熱水箱和空

2、氣源熱泵進行理論分析和數(shù)學(xué)模型建立，并對部分設(shè)備進行了選型。
　　2、根據(jù)理論計算模型得出7組典型設(shè)計參數(shù)，以蓄熱水箱體積與集熱面積的比值（VAR）表示分別為0.027m，0.033m，0.041m，0.053m，0.073m，0.115m和0.235m。
　　3、利用TRNSYS軟件建立系統(tǒng)模型，根據(jù)以上7組參數(shù)進行系統(tǒng)模擬研究，結(jié)果顯示:VAR在0.027～0.235m范圍內(nèi)變化時，平均集熱效率在0.373～0.488之

3、間，日平均有效集熱量在278.996～295.506MJ之間，供暖期熱泵的耗電量在2718～2905kWh之間。
　　4、根據(jù)TRNSYS軟件模擬結(jié)果，優(yōu)化研究太陽能集熱系統(tǒng)的集熱面積、蓄熱水箱體積和集熱溫度。從系統(tǒng)投資（費用年值法）、蓄熱水箱中水溫的變化情況以及太陽能保證率方面研究，結(jié)果表明:VAR在0.053～0.073m范圍內(nèi)時，系統(tǒng)費用年值較低，此時集熱過程中蓄熱水箱內(nèi)的平均水溫可達42～47℃，能夠滿足輻射末端供水溫度的

4、要求，供暖期太陽能保證率在53.258％左右，VAR的變化對系統(tǒng)的太陽能保證率影響小于5.750％。設(shè)計研究以VAR=0.053m為例，Ac=64m2，Vw=3.403m3，建筑供暖面積與集熱面積的比值為5.2∶1，供暖期的太陽能保證率為53.104％。
　　5、根據(jù)優(yōu)化后的設(shè)計參數(shù)從經(jīng)濟效益、節(jié)能環(huán)保效益方面，對太陽能熱水和熱泵復(fù)合熱源的供暖系統(tǒng)與燃油鍋爐、燃氣鍋爐、電輔助太陽能供暖系統(tǒng)進行對比分析。結(jié)果顯示:太陽能熱水和熱泵復(fù)