近零能耗建筑热泵与蓄能耦合供能系统技术经济分析

发布时间：2020-04-05 10:27

【摘要】：近零能耗建筑是现今建筑能耗研究的重点方向,《近零能耗建筑技术标准》GB/T51350-2019将于2019年9月正式开始实行,指导近零能耗建筑的设计、施工和运行等。现阶段对于热泵耦合蓄能方面虽已有一些研究,但对于实际不同蓄能率的模拟研究还不太多,并且大多数都只考虑在负荷侧进行高温水蓄能。本文主要研究不同气候区近零能耗居住建筑通过不同的蓄能手段,在不同蓄能负荷承担率下的经济性与耗能特性,包括北京(寒冷地区)、哈尔滨(严寒地区)、上海(夏热冬冷地区)几个典型城市中使用源侧低温蓄能和负荷侧高温蓄能。根据《近零能耗建筑技术标准》对于三个气候区的居住建筑的负荷使用De ST进行分析模拟,通过得到的建筑逐时负荷和各负荷指标,对于不同气候区不同工况分别进行了土壤源热泵供能系统和不同蓄能侧蓄能耦合承担不同用电高峰期负荷比率的工况进行设计计算和设备选型计算。使用TRNSYS对上述全部27个工况建立能耗分析模型,对其系统运行能耗进行了分析,计算了初投资、运行费用和费用年值,对比得到了各气候区代表地区建筑的土壤源热泵耦合水蓄能在不同非低谷用电期能耗承担率下的最优方案。对比发现非低谷用电期负荷承担率对建筑运行能耗的影响各有不同,蓄能可能会造成能耗的增加或减少。对于哈尔滨基准工况节能率最高的是源侧蓄能25%的工况,节能率达到3.64%,节能量较小。而对于上海来说,由于蓄能只考虑采暖季蓄能,最大的节能率仅为0.8%。对北京来说,节能最多的工况为源侧蓄能75%的工况,节能率达到1.33%。从能量消耗的角度来说,严寒地区要比寒冷地区和夏热冬冷地区更适合使用蓄能手段。对于不同气候区,不同非低谷用电期负荷承担率的蓄能对建筑运行投资的影响同样各有差异。北京的负荷侧蓄能的方案比源侧蓄能的方案更优,其中最优为负荷侧蓄能承担负荷50%的方案;上海源侧蓄能25%时结果为最优;哈尔滨少量的蓄能更具有经济性,承担25%的负荷率源侧蓄能费用年值最少。
【图文】：

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文（4）从土壤源热泵双侧蓄能方案优化的角度，本文通过对不同气候区负荷侧和源侧的运行能耗与设备投资进行模拟计算对比，得到适应于不同气候区经济节能的方法，对未来相关研究建设有参考意义。本文的研究构架如图 1-1：

的不同都可以做出详尽的设定，动态的计算建筑的全年负荷及室温等参数，在计算结果上可以直接输出 Excel 数据表格，可以在输出负荷及温度等所需的参数的同时输出逐时报表，方便对比不同设计参数的节能特性。DeST 现有 7 个版本，，分别对应于不同的建筑类型及不同的需求。本文中使用DeST-h 版本，主要用于住宅建筑热特性指标及影响因素分析、全年动态负荷分析等领域，本文主要分析建筑逐时负荷和全年负荷指标。2.2 不同气候区的近零能耗建筑能耗分析2.2.1 建筑概况选用某居住建筑作为示范建筑进行模拟，建筑底层平面图如图 2-1，标准层平面图如图 2-2。单层面积约为 566m2，建筑总空调面积为 3564.78m2，体型系数为0.27。建筑共 7 层，全部为地上层，层高 3.15 m，建筑总高度 22.05 m。主要房间功能包括起居室、厨房、主卧室、次卧室、卫生间。窗墙面积比如表 2-1，房间主要功能面积参数如表 2-2。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU83

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本文编号：2614897