隨著我國清潔能源改革的推進,空氣源熱泵在我國寒冷地區(qū)的使用愈加普及。其中,空氣源熱泵戶式供暖系統(tǒng)和集中供暖系統(tǒng)是近幾年大力推廣的系統(tǒng)形式。然而,小型戶式空氣源熱泵供暖系統(tǒng)由于水容量較小在機組除霜時難以保證水溫和室溫的穩(wěn)定,且在供暖初末期也易因熱量供求不平衡而發(fā)生機組頻繁啟停現(xiàn)象;大型的空氣源熱泵集中供暖系統(tǒng)合理規(guī)模的確定目前還未有前人研究。因此,如何保證不同供熱規(guī)模的空氣源熱泵供暖系統(tǒng)運行的可靠性和經(jīng)濟性是本文的研究重點。本文制定了兩個判斷系統(tǒng)運行可靠性的標準:一是在除霜期間末端不向房間供冷,且除霜后室溫和平均水溫下降分別不超過1℃和5℃;二是在供暖期初末機組不頻繁啟停,每次運行和停機的持續(xù)時間都不低于15min。首先確定了典型的農(nóng)村住宅建筑形式,根據(jù)節(jié)能、非節(jié)能和近零能耗建筑的標準確定熱工參數(shù),并分別設計了末端為地熱盤管、風機盤管和散熱器的供暖系統(tǒng)。其次,分別建立了采用三種末端的供暖系統(tǒng)在除霜期間熱量傳遞的數(shù)學模型,并進行數(shù)值求解,得到滿足除霜過程室溫和水溫下降限制要求的最小水箱容積。接著以5℃作為供暖初末期的典型室外氣溫,根據(jù)此時房間的實際熱負荷和機組的實際制熱量求出使得供暖初末期機組不頻繁啟停的最小水箱容積。綜合以上兩個條件下計算出的蓄熱水箱容積取較大值即為最后確定的合理水箱容積。最后,用Python軟件編寫了水箱的容積的快速計算軟件,以便計算在其他不同設計要求下的水箱容積。為了研究空氣源熱泵集中供暖系統(tǒng)的合理規(guī)模,首先本文建立了不同規(guī)模的高層和多層小區(qū)的物理模型,并且在小區(qū)的建筑紅線內(nèi)預留了熱源和水泵房用地。根據(jù)寒冷地區(qū)五個典型城市的氣象條件進行了熱負荷的計算和供暖系統(tǒng)的設計,接著對供暖系統(tǒng)進行技術經(jīng)濟分析。本文根據(jù)工程實際情況將熱源用地費用納入初投資的考慮范圍內(nèi),當預留的熱源用地不足以擺放熱泵機組時,多余機組的擺放用地費用將計入初投資。多層建筑當建筑面積為34560m~2時單位建筑面積費用年值最小,在熱源用地計費之前波動不大。高層建筑單位建筑面積費用年值在面積15萬m~2內(nèi)變化不大,在建筑面積為40320m~2時取得最小值。因此,針對本文建立的住宅小區(qū)模型,多層住宅的合理的供暖規(guī)模不大于10萬m~2,高層住宅供暖規(guī)模不大于15萬m~2。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TU832
【部分圖文】：

迷宮式蓄熱水槽

可浮動隔膜的蓄熱水槽（1：蓄熱水槽；2：冷凝器；3：用熱設備；4：泵；5：纖維隔膜；6：格柵）

城市可再生能源站[61]
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本文編號：2892207