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严寒地区太阳能—地源热泵集成供暖系统的应用研究

作　者: 闫博佼
导　师: 冉春雨
学　校: 吉林建筑工程学院
专　业: 建筑技术科学
关键词: 节能减排集成供暖太阳能地源热泵
分类号: TU832.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着我国经济的不断发展,建筑数量呈飞速增长的态势,同时,人们对建筑室内环境舒适度要求越来越高,这就导致建筑能耗急剧上升。结合我国实际国情,建筑能耗总量已紧随工业能耗量和交通能耗量之后,位居第三位。在这样的背景下,节能减排的呼声越来越高,对可再生能源使用的需求也越来越迫切,各项节能技术应运而生。我国严寒地区采暖能耗量很大,为解决此问题,本课题对太阳能供暖技术和地源热泵供暖技术进行了分析和研究,并分别指出了两项技术的优势和弊端,同时根据严寒地区夏季冷负荷小于冬季热负荷的现状,以及其导致的系统夏季从土壤中的取冷量远小于冬季的取热量的现象,最终提出采用太阳能—地源热泵集成供暖的技术,这样既可弥补两项技术各自的不足,又可达到节能减排的目的。本文首先对严寒地区太阳能—地源热泵集成供暖系统的应用进行技术分析,指出对其的应用具有一定的可行性和必要性。其次以长春地区为例,对该项技术进行经济分析,建立建筑模型,拟定三种供暖方案(即传统的锅炉供暖、地源热泵独立供暖、太阳能—地源热泵集成供暖)并分别计算初投资和运行费用,之后进行三种方案所产生费用的对比。最后,通过对建筑模型的计算研究结果,进一步验证太阳能—地源热泵集成供暖系统的节能性,并指出其在严寒地区应用和发展具有相当可观的前景。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-16
  1.1 课题来源和研究的目的及意义  10-11
    1.1.1 课题来源  10
    1.1.2 研究的目的及意义  10-11
  1.2 国内外在该方向的研究现状及分析  11-14
    1.2.1 地源热泵的研究现状及分析  11-12
    1.2.2 太阳能供暖的研究现状及分析  12-13
    1.2.3 太阳能-地源热泵集成供暖系统的研究现状及分析  13-14
  1.3 课题研究的主要内容  14-16
第2章太阳能—地源热泵集成供暖系统的技术性分析  16-20
  2.1 太阳能—地源热泵集成供暖的可行性  16-18
    2.1.1 太阳能的特点  16-17
    2.1.2 地源热泵的特点  17-18
  2.2 太阳能—地源热泵集成供暖的必要性  18-19
    2.2.1 太阳能的局限性  18
    2.2.2 地源热泵的局限性  18
    2.2.3 太阳能—地源热泵集成供暖的必要性  18-19
  2.3 本章小结  19-20
第3章太阳能供暖系统的分析研究  20-24
  3.1 太阳能集热器的确定  20-22
    3.1.1 平板太阳能集热器  20-21
    3.1.2 真空管太阳能集热器  21
    3.1.3 太阳能集热器的选择  21-22
    3.1.4 太阳能集热器的定位  22
  3.2 太阳能蓄热系统的确定  22-23
    3.2.1 蓄热系统的选取原则  22
    3.2.2 液态工质蓄热系统设计  22-23
    3.2.3 太阳能蓄热系统的确定  23
  3.3 本章小结  23-24
第4章地源热泵供暖系统的分析研究  24-30
  4.1 地源热泵供暖系统的确定  24-26
    4.1.1 水源热泵系统的尚存问题  24-25
    4.1.2 土壤源热泵的特点  25-26
    4.1.3 长春地区的水资源情况  26
    4.1.4 地源热泵供暖系统的确定  26
  4.2 地埋管换热器的确定  26-27
    4.2.1 地埋管的形式  26-27
    4.2.2 地埋管形式的确定  27
  4.3 地埋管换热器的选材  27
  4.4 末端装置的确定  27-28
    4.4.1 低温热水地板辐射采暖的简介  27-28
    4.4.2 低温热水地板辐射采暖技术的特点  28
    4.4.3 末端装置的确定  28
  4.5 本章小结  28-30
第5章太阳能—地源热泵集成供暖系统的经济性分析  30-46
  5.1 建立建筑模型  30-35
    5.1.1 工程概况  30
    5.1.2 建筑模型平面图  30-33
    5.1.3 气象参数的确定  33
    5.1.4 室内采暖设计温度的确定  33-34
    5.1.5 建筑模型的热负荷计算  34-35
  5.2 经济性分析  35-43
    5.2.1 方案一(锅炉供暖)  36-37
    5.2.2 方案二(地源热泵独立供暖)  37-40
    5.2.3 方案三(太阳能—地源热泵集成供暖)  40-43
  5.3 集成供暖系统的工作原理  43-44
  5.4 方案经济性比较  44-45
  5.5 本章小结  45-46
第6章太阳能—地源热泵集成供暖系统的环保性评价  46-48
  6.1 二氧化碳减排量的计算  46
  6.2 二氧化硫减排量的计算  46-47
  6.3 粉尘减排量的计算  47
  6.4 本章小结  47-48
结论  48-49
参考文献  49-52
附录  52-61
攻读学位期间发表的学术论文  61-64
致谢  64

严寒地区太阳能—地源热泵集成供暖系统的应用研究

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