隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展,我國建筑已完成節(jié)能三步走目標(biāo),低能耗居住建筑改造將成為未來節(jié)能改造的重要方向。本課題提出一種太陽能-空氣-污水多能互補(bǔ)系統(tǒng),從系統(tǒng)性能與能耗分析、控制策略、系統(tǒng)的氣候分區(qū)適用性及經(jīng)濟(jì)性分析等方面全面討論該系統(tǒng)在既有居住建筑低能耗改造中的適用性。首先,本課題對(duì)多能互補(bǔ)系統(tǒng)各部分進(jìn)行選型設(shè)計(jì),對(duì)一典型城鎮(zhèn)居住建筑,根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定了供熱及生活熱水負(fù)荷,進(jìn)而設(shè)計(jì)了太陽能集熱系統(tǒng)、空氣源熱泵系統(tǒng)和污水廢熱回收及污水源熱泵系統(tǒng)。利用能耗仿真平臺(tái)TRNSYS建立系統(tǒng)模型,并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證仿真系統(tǒng)模型可靠性。其次,利用系統(tǒng)仿真模型,分析主要運(yùn)行參數(shù)與設(shè)備參數(shù)對(duì)各個(gè)分系統(tǒng)及總系統(tǒng)運(yùn)行性能的影響,確定各個(gè)分系統(tǒng)的能量比例來源,并給出多能互補(bǔ)系統(tǒng)各個(gè)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)建議。結(jié)果表明,太陽能集熱器宜優(yōu)選流量范圍下限。在保證太陽能集熱器出口溫度滿足要求的前提下,進(jìn)一步降低太陽能系統(tǒng)流量能夠有效提高太陽能集熱量、集熱效率,并延長太陽能系統(tǒng)開啟時(shí)間。對(duì)于空氣源系統(tǒng),在滿足儲(chǔ)熱水箱熱水溫度及熱水保證率的前提下,可以適當(dāng)減小空氣源熱泵系統(tǒng)制熱量選型,充分利用水箱的儲(chǔ)熱性能。對(duì)于污水源熱泵,需要綜合考慮分層水... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

洗浴廢水熱

者在此基礎(chǔ)上又對(duì)水平換熱器進(jìn)行了改進(jìn)，McNabola等人[40]在水平排水管內(nèi)布置一根細(xì)冷水管逆向換熱。該系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能夠有25%左右的換熱效率。目前這種水平廢水熱回收換熱器設(shè)備[41]在愛爾蘭政策激勵(lì)下，初投資仍在5000元以上，結(jié)合它的回收能效，投資回收期仍然需要10年以上。美國和加拿大也正致力于降低其初投資以更好運(yùn)用于市常Y.X.Guo等[42]提出一種水平式廢水換熱器，換熱效率可達(dá)到50%，是目前研究中水平式換熱效率最高的設(shè)備之一，但是這種設(shè)備的回收成本并沒有具體數(shù)據(jù)。(a)垂直換熱(b)水平換熱(c)水箱換熱圖1-3洗浴廢水熱回收換熱形式[35]如圖1-3(c)所示，帶蓄熱水箱的廢水換熱器有利于包括熱水廢水在內(nèi)的不同來源熱量的集成熱回收，也打破了間接連接換熱器垂直安裝和水平安裝下，廢熱隨換隨用的現(xiàn)象。這種形式帶來的問題也較為顯著：水箱占地面積大，用于家用可能不被接受，因此可以考慮與熱水器的蓄熱水箱相結(jié)合的模式。目前廢熱回收換熱器的性能研究通常是從設(shè)備本身出發(fā)，從換熱效率和回收期角度研究其節(jié)能效益。S.Kordana等[43]對(duì)比了常規(guī)洗浴混水模式、帶有廢水熱回收的洗浴混水模式、帶有噴頭控制器的洗浴混水模式、帶有廢水熱回收和噴頭控制器的洗浴混水模式四種系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。楊先亮[44]指出一種節(jié)能地漏，經(jīng)模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)冬季北京某戶廢水溫度穩(wěn)定在34°C左右，傳熱系數(shù)在KW/m25002以上。這種廢熱回收的換熱器表面結(jié)垢現(xiàn)象將會(huì)是影響其傳熱效果的重要因素，因此除垢和更換設(shè)備將會(huì)增加設(shè)備的維護(hù)成本。在其長期運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性方面，還有待研究。廢水間連換熱技術(shù)雖然系統(tǒng)形式簡單，但是存在換熱效率低、初投資高、投資回收期時(shí)間長等問題。因此近年來，利用熱泵技術(shù)進(jìn)行污水廢熱回收的研

哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文10第2章系統(tǒng)軟件模型建立為了推進(jìn)多能互補(bǔ)系統(tǒng)研究進(jìn)程，大量研究采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的方式進(jìn)行系統(tǒng)應(yīng)用性的探討。由于實(shí)驗(yàn)布置地點(diǎn)、設(shè)備型號(hào)的限制，實(shí)驗(yàn)結(jié)果推廣具有很大的局限性。而數(shù)值模擬由于其高效性備受學(xué)者青睞，大量研究通過仿真平臺(tái)環(huán)境開發(fā)了動(dòng)態(tài)仿真模型。為使模型更好推廣，本章通過瞬態(tài)過程模擬軟件建立系統(tǒng)模型，根據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2.1仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)本文的多能互補(bǔ)模型以太陽能、空氣源、污水源為能量來源，系統(tǒng)圖如圖2-1所示。能源子系統(tǒng)從核心部件嵌套儲(chǔ)熱水箱上部進(jìn)入外緩沖儲(chǔ)熱水箱（如圖2-1①②③實(shí)線），從水箱下部閉式循環(huán)回流到系統(tǒng)中（如圖2-1①②③虛線）。外水箱的蓄熱量一方面用于為房間供暖提供熱源，另一方面?zhèn)鳠峤o內(nèi)部生活用水的小水箱。生活熱水給水管從大水箱底部進(jìn)入（如圖2-1中的④實(shí)線），經(jīng)盤旋上升的螺旋管與外水箱水間接換熱，預(yù)熱后再進(jìn)入內(nèi)部儲(chǔ)熱水箱，生活熱水可供給洗浴和其他生活熱水設(shè)施。圖2-1多能互補(bǔ)系統(tǒng)系統(tǒng)示意圖這一種多能互補(bǔ)模型兼具“多功能”、“多優(yōu)勢(shì)”的特點(diǎn)。首先，內(nèi)外嵌套水箱可以滿足生活用水和供暖熱水水質(zhì)的不同要求。對(duì)于生活熱水，緩沖儲(chǔ)熱水箱的儲(chǔ)熱量可以用于市政上水預(yù)熱，底部螺旋盤管充分

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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