酒店建筑太阳能—地源热泵复合系统的研究

【摘要】：节能环保是我国推进可持续发展战略、实现能源合理利用、保持经济健康发展的重要举措。酒店建筑节能主要表现在空调系统节能和热水系统节能等方面,太阳能和地源热泵的相互结合利用,对能源利用具有重要的意义,也越来越受到人们的关注。 本文通过数值模拟,总结多个城市酒店建筑的全年负荷特性,把所研究地区分为A、B、C三个典型区域/分别代表地埋管地源热泵空调系统全年地下累计吸热量远大于释热量的地区、释吸热量相当的地区和释热量远大于吸热量的地区,其中C区根据全年释吸热量差值大小分为C1、C2两个区；分别提出适合于A区的太阳能蓄热式地源热泵空调系统、适合于C1区的太阳能-地源热泵空调+生活热水系统和适合于C2区的地源热泵空调+生活热水系统；对三种系统进行方案设计、控制策略探讨和经济性分析。 首先,利用DeST软件模拟多个城市全年建筑动态负荷,根据模拟的负荷特性把研究区域分为A、B、C三个典型区域,A区代表城市为长春、敦化、哈尔滨,B区代表城市为乌鲁木齐、呼和浩特、冷湖,Cl区代表城市为大连、太原、成山头,C2区代表城市为济南、北京、西安。 其次,提出了适用于A区酒店建筑的太阳能蓄热式地源热泵复合系统,把太阳能热水系统和空调系统结合设计,利用太阳能系统解决地源热泵空调系统的地下冷热平衡问题,利用地源热泵系统作为太阳能热水系统的辅助热源,解决由于太阳能不足造成的热水供应不稳定或辅助加热能耗大的问题。给出了酒店建筑太阳能蓄热式地源热泵系统的不同的运行工况及具体的运行策略,确定了该系统的设计方案。以长春、敦化、哈尔滨三个城市为例证明该系统可以满足A区地下热量平衡的要求。以哈尔滨为代表城市,计算了太阳能蓄热式地源热泵系统的初投资和运行费用,证明该系统运行费用低、初投资回收年限少。 第三,提出了适合于C1区酒店建筑的太阳能-地源热泵空调+生活热水复合系统,充分利用地源热泵空调系统的全年累计释吸热量差值制取生活热水,既能解决地下冷热平衡问题,又可减少太阳能集热器面积。给出了酒店建筑太阳能-地源热泵空调+生活热水复合系统的不同的运行工况及具体的运行策略。 第四,提出了适合于C2区酒店建筑的地源热泵空调+生活热水系统,生活热水的热量完全来自地源热泵系统,不设置太阳能系统。确定了该系统的设计方法和流程,以济南、西安、北京三个城市的实例证明,该系统全年地下吸释热量不平衡率小于15%。以济南为例,证明该系统在初投资、运行费用、系统维护费用等方面具有经济可行性。该系统在c1区具有较大的工程推广价值。 【关键词】：酒店建筑 太阳能 生活热水 地源热泵 经济分析
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU831
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 国内外新能源发展现状10-12
• 1.2 复合式地源热泵系统的发展现状12-15
• 1.3 课题研究的背景与意义15-16
• 1.4 本文研究的主要内容16-17
• 第2章 典型地区酒店建筑负荷特性17-32
• 2.1 酒店建筑空调系统及热水系统存在的问题17
• 2.2 酒店建筑模型概况17-23
• 2.2.1 模型建筑概况17-20
• 2.2.2 酒店模型用水量概况20-22
• 2.2.3 酒店空调系统设计参数22-23
• 2.3 酒店建筑模型模拟23-32
• 2.3.1 模拟软件的选择23-24
• 2.3.2 酒店建筑研究区域划分及负荷特性24-32
• 第3章 A区酒店建筑太阳能蓄热式地源热泵系统探讨32-47
• 3.1 A区酒店建筑地源热泵系统存在的问题32
• 3.2 A区酒店建筑生活热水系统存在的问题32
• 3.3 太阳能蓄热式地源热泵系统设计与运行32-35
• 3.3.1 太阳能蓄热式地源热泵系统设计32-33
• 3.3.2 太阳能蓄热式地源热泵系统运行策略33-35
• 3.4 酒店建筑太阳能-地源热泵系统举例35-44
• 3.4.1 长春地区系统举例38-40
• 3.4.2 敦化地区系统举例40-42
• 3.4.3 哈尔滨地区系统举例42-44
• 3.5 经济性分析44-45
• 3.6 本章小结45-47
• 第4章 C1区酒店建筑太阳能-地源热泵空调+热水系统探讨47-53
• 4.1 C区酒店建筑地源热泵系统存在的问题47
• 4.2 C区酒店建筑生活热水系统存在的问题47
• 4.3 太阳能-地源热泵空调+生活热水系统47-50
• 4.3.1 太阳能-地源热泵空调+生活热水系统设计47-49
• 4.3.2 太阳能-地源热泵-生活热水系统运行策略49-50
• 4.4 关键设备的选择50-51
• 4.5 本章小结51-53
• 第5章 C2区酒店建筑地源热泵空调+生活热水系统探讨53-62
• 5.1 地源热泵空调+生活热水系统53
• 5.2 地源热泵空调+生活热水系统设计53-54
• 5.3 地源热泵空调+生活热水系统运行策略54
• 5.4 酒店建筑地源热泵空调+生活热水系统举例54-58
• 5.4.1 济南地区系统举例54-56
• 5.4.2 西安地区系统举例56-57
• 5.4.3 北京地区系统举例57-58
• 5.5 经济性分析58-60
• 5.6 本章小结60-62
• 第6章 结论与展望62-64
• 6.1 结论62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-69
• 致谢69-70
• 攻读硕士期间论文发表情况70

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