【摘 要】
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质子交换膜（Proton Exchange Membrane,PEM）燃料电池作为利用氢能这一高效清洁能源的重要手段,在近年得到了广泛的关注,在住宅建筑领域利用氢能成为了大有可为的方向之一。本文提出住宅建筑冷热电联供系统,以及该系统的运行策略。以武汉市某住宅建筑为研究对象,在三代家庭的五口之家建立了一个适用于此家庭住户结构的冷热电联供系统。在TRNSYS软件中建立了详细的以灯光设备、卫生热水、空调
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质子交换膜（Proton Exchange Membrane,PEM）燃料电池作为利用氢能这一高效清洁能源的重要手段,在近年得到了广泛的关注,在住宅建筑领域利用氢能成为了大有可为的方向之一。本文提出住宅建筑冷热电联供系统,以及该系统的运行策略。以武汉市某住宅建筑为研究对象,在三代家庭的五口之家建立了一个适用于此家庭住户结构的冷热电联供系统。在TRNSYS软件中建立了详细的以灯光设备、卫生热水、空调系统的能耗为主的用能模型及使用PEM燃料电池、锂电池提供能源的供能模型。进一步提出了针对系统的运行策略及不同空调控制方案,分析了在不同方案下的用能情况。在用能模型中,充分考虑了所选家庭的人员作息时间,利用简化热网模型进行住宅建筑建模,获得室内负荷需求,在保证该住宅用户的日常用能需求的同时,也保证了供暖供冷季室内环境的舒适性。在供能模型中,利用PEM燃料电池与锂电池进行产能与蓄能,以做到及时满足室内冷热电的需求。燃料电池在冬季将利用自身的发热量满足室内热负荷需求,大大地提高了电池能源的利用率。研究结果表明,本文设计的供能系统始终满足建筑室内的用电需求,全年的氢气使用量约为15 089.7 m~3。通过改变空调的运行策略,进一步分析在不同控制策略下,系统的运行热特性与能耗特性。当空调根据室内是否有人员进行分别调控时,能够做到在供暖供冷季节能,并使得全年总能耗降低,但电池在运行期间使用功率的波动加大。
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