太阳能跨季节储热建筑供热系统及土壤储热实验分析.pdf

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1、太阳能跨季节储热建筑供热系统及土壤储热实验分析王恩宇齐承英杨华张慧川吕延松（河北工业大学能源与环境工程学院，天津，300401）摘要根据天津城郊别墅类建筑的冷热负荷特点，设计建立了太阳能跨季节储热建筑供热系统。该系统采用土壤蓄热实现夏季太阳能的跨季节储存，冬季采用太阳能热水或利用热泵提取土壤蓄热进行建筑供热，实现了太阳能的跨季节储热与热泵系统联合运行。短期的实验数据表明，在36天时间内，储热区土壤温度平均升高了1.3℃，采用垂直埋管换热土壤蓄热系统实现太阳能的跨季节储存是可行的。长期储热效果有待进一步研究。太阳能跨季节储存及热泵联合供热系统的设计应注意各子系

2、统的合理匹配，以提高系统综合能效。关键词太阳能跨季节储热地源热泵建筑供热ASOLARENERGYSYSTEMWITHSEASONALSTORAGEFORBULIDINGHEATINGANDEXPERIMENTALANALYSISOFSOILHEATSTORAGEWangEnyuQiChengyingYangHuaZhangHuichuanLüYansong(SchoolofEnergyandEnvironmentEngineering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin,300401)AbstractASolarheati

3、ngsystemwithseasonalstorageisdesignedandbuiltforthevillabuildingsinTianjinsuburb.Thesolarenergywasstoredinthesoilinsummer,andwastakenoutbytheground-sourceheatbumpforbuildingheatinginwinter.Thesolarenergycollectedinwinterwasuseddirectlyforheating.Thetestdatainashort-termexperimentin

4、dicatedthatthesoiltemperatureintheheatstorageareaincreasedaveragely1.3centigradedegreeafter36days.Theexperimentalresultsconfirmedthatusingaverticalductstoragesystemfortheseasonalsolarenergystorageisviable..Long-termeffectsofthesolarenergystoragesystemwillbeneededfurtherstudy.Todesi

5、gnthesolarenergyseasonalstorageandheatbumpcombinedheatingsystem,thereasonablesubsystemdesignshouldbepaidmoreattentiontoenhanceenergyefficiency.KeywordsSolarenergySeasonalheatstorageGround-sourceheatbumpBuildingHeating筑中，夏季冷负荷远小于冬季热负荷，如果单独采1．绪论用地源热泵供热势必使地下温度逐年降低。为了弥补该系统的不足，采用太阳能补热是非

6、常现实的做在能源与环境问题日益突出的今天，地源热泵法。作为清洁、高效的供热空调系统正受到越来越多的太阳能的能流密度低、受季节和气候影响大的关注，成为建筑空调领域的热点。在北方的农村建特点制约了其应用。为了实现太阳能的合理利用，天津市科技支撑计划项目（07ZCKFSF00400）作者简介：王恩宇，（1970-），男，副教授，主要从事燃烧技术、可再生能源利用及建筑节能技术等。采用太阳能跨季节贮存技术是必需的。跨季节大量对其供热特性，设计太阳能跨季节储热和地源热泵热贮存方法一般有：人造大水箱（或蓄水池）储热、联合供热系统，通过实际运行实验，研究合理的系砂砾－水混合

7、物堆积床储热、地下含水层打井储热统匹配、运行参数及进行技术经济评价。系统共分或地下埋管储热。研究表明后二者在技术上和经济为四个部分（如图2所示）：太阳能集热系统、地［1，2］上是比较有利的。而地下埋管储热的应用范围下储热系统、地源热泵机组、室内风机盘管系统。可以更大，常采用竖直埋地换热器把太阳能产生的太阳能集热系统由集热器、集热水箱、集热器热能贮存于土壤或岩石层中。循环水泵构成。在二楼房顶布置了真空管集热器262在国外已经对太阳能跨季节储存供热方式进m。集热器中水的循环采用强制循环，依靠集热器［3，4］行了多年的研究，并有工程项目应用。采用太循环水泵提供循环

8、动力，当集热器出口温度与集热阳能跨季节储热系统与地源