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我国节能系统在超低能耗建筑中应用还处于起步阶段。为解决节能系统在超低能耗建筑中的应用问题,本文针对沈阳建筑大学“中德超低能耗示范中心”建筑能源节能系统展开模拟研究。从降低系统能耗的角度出发,本着“开源节流”的系统节能设计原则,充分应用可再生能源。将相变储能技术与PVT—双源热泵进行耦合优化分析,探讨严寒地区超低能耗建筑的节能系统优化组成。为超低能耗建筑节能系统在东北严寒地区推广应用奠定基础。通过对相变储能技术和可再生能源类型、特点、适用性的研究分析,确定耦合系统的组成。运用FLUNT模拟软件,对PVT集热系统建立数学模型进行数值模拟分析,模拟结果表明:系统进口流速从1m/s增加到6m/s,回风口处的涡旋区域增大,“死区”现象逐渐消失,出口平均温度降低;系统出口温度下降过程经历三个变化阶段,最终趋于一个定值;增加系统出口数量,当进口流速为6m/s时,平均出口温度提高0.6℃,热效率增加2.4%;当系统采用4出口设计方案,进口流速为3m/s时,系统处于最佳运行状态,出口温度为21.8℃,热效率能达到21.7%。相变储能系统是通过相变材料和相变蓄热水箱的研究分析,遴选出所选用的相变材料种类—46#石蜡。利用CFD软件对相变蓄热水箱系统进行数值模拟研究,分析了蓄热水箱内部的温度变化过程和相变蓄热体的液相比随时间的变化情况。结果显示,46#石蜡相变储热单元在蓄(放)热过程吸收(释放)大量潜热,导致相变蓄热水箱在蓄、放热过程的出水温度经历三个变化阶段。蓄热过程从40℃到55℃,#46石蜡相变储热单元的融化过程经历16845s,系统蓄热时间7.28h;放热过程从55℃到40℃,相变储热单元的凝固过程经历17725s,系统放热时间7.58h,满足建筑供能需求。基于相变储能的PVT—双源热泵耦合系统的动态模拟结果显示,典型日PVT集热系统出口温度、热效率和发电效率最大值出现在中午11点,出口温度最大值19.8℃,热效率21%,发电效率13%;耦合系统在采暖期期间,空气源模式下机组的平均COP为4.3,土壤源模式下机组的平均COP为3.96;系统采用相变储能技术前后,系统的太阳能贡献率增加了 3.1%,热泵的土壤源模式运行时间降低14.6%,提高可再生能源的利用率,缓解土壤热失衡现象。通过将耦合系统与单一土壤源热泵系统、集中供热在初投资、年运行费用和静投资回收期这几个方面的对比分析,得出耦合系统经济效益显著。因此,基于相变储能的PVT与双源热泵耦合系统的研究成果,对可再生能源在我国超低能耗建筑的应用具有重要意义。