新型低质自然能梯级利用系统的实验研究

摘要

能源是左右可持续发展进程的关键因素之一。结合我国能源消耗急剧增长现状，针对我国促进绿色建筑发展及满足国家能源可持续发展战略目标的要求，依托于国家“十一五”科技支撑项目-夏冷冬热地区建筑科学用能关键技术与装备及示范，本文进行了建筑新型供能系统的研究，设计了一种新型高效、能够梯级利用低质自然能(主要是太阳能和地热等可再生能源)的供热和供冷系统，并与传统供热和供冷方式进行了对比实验。实验结果表明，新型供能系统能够达到节约能源、保护环境目的。
　　 本文首先对实验系统进行了全面的理论分析，提供了系统设计的理论依据；并对新型供能系统所需的各项参数进行了理论计算，保证了实验系统设备和参数的匹配。其次，搭建了地源热泵+风机盘管的新型低质自然能空调系统和传统分体式空调器系统的夏季实验台；建立了以真空管太阳能集热器和地源热泵机组为热源、以地板辐射供暖系统为末湍装置的新型低质自然能采暖系统和以区域锅炉房为热源、以散热器为末端装置的传统供暖系统的冬季实验台。最后，分别进行了冬夏两季的对比实验，并对实验结果进行了深入地分析。夏季实验结果表明，新型供冷系统比传统供冷系统节能12.90％。夏季实验结果还表明热泵机组在冷凝温度不变的条件下，蒸发温度每升高1℃，机组的制冷能效比EER约提高3％左右；热泵机组在蒸发温度不变的条件下，冷凝温度每升高1℃，机组的EER下降约1.4％左右。冬季实验结果表明，在相同的室内温度条件下，采用低质自然能作为热源的新型采暖系统比传统采暖系统有明显的节能效果，节能率达到30.55％；采用低温热水地板辐射供暖方式与采用传统散热器方式供暖相比，可以达到18.96％的节能率；且在新型供暖系统典型运行日内，天津地区的太阳能保证率能够达到24％左右。