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能源和环境是影响国民经济可持续发展的关键因素,能源供应形势直接关系到国家的安全和社会稳定。现如今世界能源形势变得越来越严峻,使用能源带来的环境问题也日益加剧。因此,节约能源和开发利用可再生能源是一项十分紧迫的任务。公共浴室采用太阳能-空气源热泵系统、太阳能-土壤源-污水源热泵等复合系统供热方式是值得探讨的问题,这些方式有利于解决传统锅炉热水供应系统能耗大、污染严重等问题。本文提出综合利用太阳能、空气源、土壤源、污水源热泵形成的复合系统,以保证浴室最大限度地利用可再生能源供热,并使系统在各种不利气象条件下高效、平稳地运行,针对太阳能、空气源、土壤源、污水源等热源的各自利弊,着重研究它们的能耗特性。本文的研究工作以武汉市某高校浴室为例,建立了复合系统的部件与系统仿真模型,在Fluent及Matlab平台上进行了仿真计算,得到各系统运行工况的逐时数据;分析了蓄热季土壤蓄热能力、供热季机组功率及运行费用;探讨了污水换热器的传热系数和换热面积对污水换热器换热能力的影响。论文的主要工作及结论如下:(1)对于采用了土壤源热泵的复合系统,通过在非供热季节利用太阳能集热器蓄热于土壤中,可以将丰富的太阳能存储在地下,使土壤土壤温度升高,进而在浴室供热季使土壤源热泵机组以更高效率运行。(2)为了加快三维传热数值计算的速度,提出了一种地埋管换热器埋管区域当量模型,模拟验证计算表明,此区域当量模型在两年运行条件下形成的误差不超过0.5%。(3)针对本文的公共浴室作为研究对象,土壤源热泵机组作为热源没有优势。例如,按静态投资回收期为5年作为经济可行性要求,地埋管换热器造价必须很低,同时,空气源热泵机组的工作环境也十分不利。