跨季節(jié)蓄熱太陽能-地源復合熱泵系統(tǒng)優(yōu)化及應用研究.pdf

1、隨著我國城鎮(zhèn)化的不斷推進，北方供暖地區(qū)的集中供暖面積缺口逐漸擴大，同時，大量孤立建筑物及廣大農(nóng)村地區(qū)也亟需環(huán)保高效的供熱方式來替代常規(guī)燃煤或直接電加熱的供暖方式，地源熱泵作為我國為數(shù)不多可供選擇的良好供熱方式之一，在全年累積熱負荷遠大于全年累積冷負荷的地區(qū)運用時，存在著巖土體熱失衡的問題?？缂竟?jié)蓄熱太陽能-地源復合熱泵系統(tǒng)的合理應用可以很好的解決地源熱泵累年運行導致的巖土體熱失衡問題，但是目前對于該系統(tǒng)的研究還不全面，不能良好的支撐系統(tǒng)

2、的推廣與應用。
　　本文以現(xiàn)有跨季節(jié)蓄熱太陽能-地源復合熱泵系統(tǒng)研究為起點，找出其中仍需進一步研究的部分作為本文的研究重點。隨后以北京大興西蘆某公共建筑示范項目系統(tǒng)為原型，進行正交模擬實驗研究，得出了太陽能集熱器裝機容量、巖土體的初始溫度、巖土體綜合導熱系數(shù)、巖土體容積比熱容和地埋管換熱器間距五個參數(shù)對于巖土體蓄熱達到平衡時溫度場平均溫度的影響。研究表明，太陽能集熱器裝機量和巖土體初始溫度對于最終巖土體溫度場的影響具有高顯著性且影

3、響趨勢較為相似，均存在一個拐點，拐點處后因素對于巖土體溫度場的影響顯著程度逐漸降低;巖土體綜合導熱系數(shù)與巖土體容積比熱容對于巖土體最終溫度場的影響具有高顯著性，且兩者在常見的范圍內(nèi)存在互補性;地埋管換熱器間距對巖土體最終蓄熱溫度無顯著影響。為了驗證系統(tǒng)的優(yōu)越性并佐證模擬的可靠性，本文對北京大興西蘆某公共建筑示范項目和無煤示范村跨季節(jié)蓄熱太陽能-地源復合熱泵系統(tǒng)進行了實驗研究，實驗研究結(jié)果與對應的模擬部分保持了一定的相符度，同時，也驗證了

4、系統(tǒng)蓄熱部分耗電量較少;蓄熱對系統(tǒng)夏季供冷影響可控;系統(tǒng)供暖的高效性、舒適性;系統(tǒng)相較常規(guī)地源熱泵具有經(jīng)濟性。
　　最后，為解決跨季節(jié)蓄熱太陽能-地源復合熱泵系統(tǒng)推廣應用時的適宜性問題，本章根據(jù)系統(tǒng)的特點，架構(gòu)出一套實用的體系從房屋冷熱負荷特征評價項、太陽能集熱器空間保證率評價項、節(jié)能性評價項、經(jīng)濟性評價項、年輻射總量評價項和熱工分區(qū)評價項6個必要評價項來對跨季節(jié)蓄熱太陽能-地源復合熱泵系統(tǒng)運用的適宜性進行判定，得出適宜使用該系統(tǒng)