太阳能—空气源热泵在西安某别墅采暖系统的应用研究

作     者：申振宇 

作者单位：西安工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：宣永梅;王谦

授予年度：2017年

学科分类：080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：太阳能-空气源热泵采暖系统 运行模式 热舒适性 TRNSYS 

摘      要：随着世界的飞速发展,采暖能耗占建筑能耗比重日益增加,而传统采暖方式易造成能源危机和环境污染。利用太阳能取代传统能源采暖得到人们的重视。本文针对西安地区,结合实际工程研究太阳能-空气源热泵采暖系统。本文以位于西安市蓝田县的一栋面积为209.72㎡,日消耗生活热水600L的别墅为研究对象。首先介绍了太阳能-空气源热泵采暖系统的设计流程、设计计算和设备选型,并详细介绍了系统的控制策略,采用这种控制策略可以使系统实现自动控制,稳定运行。采用TRNSYS软件为工具对所设计的系统进行建模和分析,从建筑、集热系统、生活水箱、储热水箱、热泵等多角度对系统的运行工况进行分析。数据表明:系统采暖期内共消耗能量23107.05kWh,其中集热器提供能量为7178.2kWh,太阳能保证率为31%,系统在最冷日运行时热泵平均COP为3.1,集热器获得有用能为87513.41kJ,结果表明系统在采暖期内运行状况良好。为了找寻一种兼顾经济性与舒适性的运行方式,采用TRNSYS软件对不同运行模式下的房间温度和热舒适性进行模拟,数据表明:峰价停机谷价运行模式是一种兼顾经济性与舒适性的运行方式。最后本文对太阳能-空气源热泵采暖系统与传统集中供暖系统的初投资和运行费用进行经济性分析,分析结果表明:太阳能-空气源热泵系统每年可节约1850元;投资回收期为4.32年,系统寿命期内可减少二氧化碳排放326.78吨,具备良好的经济性和环保性。