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地下水源热泵系统的应用及技术经济分析

作　者: 潘晓
导　师: 南晓红
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 地下水源热泵 工程应用 能耗模拟 EnergyPlus 冷热源 经济分析 环境影响分析
分类号: TU83
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着社会经济的迅速发展，我国能源供给不足与环境污染问题日益凸显。因此地下水源热泵这种绿色节能的空调技术应运而生。该项技术虽然在我国的起步较晚，但发展较为迅速。鉴于它具有能源利用率高、污染小、运行费用低以及操作方便等众多优势，使其在我国得到广泛的应用。本文对西安户县某医院进行了地下水源热泵空调系统的设计，并利用能耗模拟软件EnergyPlus对本工程进行全年逐时动态负荷及能耗模拟分析，同时与土壤源热泵系统、集中供暖（燃煤锅炉）+冷水机组这两种冷热源方案进行了年能耗、技术经济、环境影响评价三方面的对比分析，从而得出各方案的优缺点。模拟结果显示：采用地下水源热泵系统时，机组的全年能耗是最低的，折算成标准耗煤量是232.78t，比集中供暖（燃煤锅炉）+冷水机组的年耗煤量节省了76%，比土壤源热泵机组节省了21%。经济分析结果表明：地下水源热泵系统的经济性介于土壤源热泵系统和集中供暖（燃煤锅炉）+冷水机组系统之间。其费用年值为184.52万元，比土壤源热泵系统节省了14%，但比集中供暖（燃煤锅炉）+冷水机组系统高出17%。环境影响评价结果表明：地下水源热泵系统全年污染物排放量介于土壤源热泵系统和集中供暖（燃煤锅炉）+冷水机组系统之间。其二氧化碳的全年排放量为1363t，比土壤源热泵系统多排放5.1%，比集中供暖（燃煤锅炉）+冷水机组系统少排放48%。但综合能耗、经济、环境影响以及本工程的使用特性和周边条件等因素来考虑，本工程采用地下水源热泵是最合适的。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
1 绪论  9-15
  1.1 课题研究背景  9
  1.2 地下水源热泵系统的技术优势  9-10
  1.3 地下水源热泵系统的发展及研究现状  10-13
    1.3.1 国外的发展及研究现状  11-12
    1.3.2 国内的发展及研究现状  12-13
  1.4 本课题研究的主要内容  13-15
2 地下水源热泵系统的应用条件及设计方法  15-27
  2.1 地下水源热泵的概念及工作原理  15-16
    2.1.1 地下水源热泵的概念及组成  15
    2.1.2 地下水源热泵的工作原理  15-16
  2.2 地下水源热泵系统的分类  16-17
  2.3 地下水源热泵系统的应用条件  17-19
    2.3.1 地下水文地质条件  17-18
    2.3.2 工程场区周边环境及场地条件  18
    2.3.3 建筑物冷热负荷条件  18-19
  2.4 地下水换热系统的设计  19-20
    2.4.1 工程所需地下水总水量的确定  19-20
    2.4.2 地下水井数量和位置的确定  20
  2.5 热源井的设计  20-22
    2.5.1 热源井的形式  21
    2.5.2 管井的构造  21-22
  2.6 地下水回灌技术  22-24
    2.6.1 地下水的回灌方法及原则  22
    2.6.2 地下水回灌困难的原因  22-24
  2.7 西安户县某医院工程概况  24-26
  2.8 小结  26-27
3 地下水源热泵系统的能耗模拟  27-37
  3.1 能耗计算方法  27-31
    3.1.1 静态能耗计算方法  27-30
    3.1.2 动态模拟方法  30
    3.1.3 能耗模拟软件  30
    3.1.4 EnergyPlus 模拟软件的介绍  30-31
  3.2 负荷模拟  31-34
    3.2.1 建筑概况  31
    3.2.2 建筑围护结构  31-32
    3.2.3 空调设计参数  32
    3.2.4 室内参数控制  32
    3.2.5 模拟结果分析  32-34
  3.3 能耗的模拟  34-36
  3.4 小结  36-37
4 地下水源热泵的技术经济分析  37-51
  4.1 空调冷热源方案评价的影响因素  37-38
  4.2 西安户县某医院的冷热源方案  38-39
    4.2.1 土壤源热泵系统  38-39
    4.2.2 集中供暖（燃煤锅炉）+冷水机组  39
  4.3 设备选型  39-40
  4.4 各方案全年能耗分析  40-44
    4.4.1 土壤源热泵系统的能耗  40-41
    4.4.2 集中供热（集中燃煤锅炉）+冷水机组  41-43
    4.4.3 各方案全年能耗对比  43-44
  4.5 各方案经济分析  44-49
    4.5.1 初投资  44-45
    4.5.2 年运行费用  45-47
    4.5.3 动态费用年值分析  47-49
  4.6 环境影响分析  49-50
  4.7 小结  50-51
5 结论与展望  51-53
  5.1 结论  51
  5.2 展望  51-53
致谢  53-54
参考文献  54-58
攻读硕士期间获奖情况  58

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 房屋建筑设备 > 空气调节、采暖、通风及其设备
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