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基于实测的地埋管地源热泵空调技术的节能与应用分析

作　者: 姚远
导　师: 符永正
学　校: 武汉科技大学
专　业: 环境工程
关键词: 冷却塔——地埋管地源热泵地埋管换热器冷却塔控制策略热回收技术节能
分类号: TU831.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 212次
引　用: 2次
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内容摘要

地源热泵技术在国内处于飞速发展的阶段,相应的研究也越来越多。湖北省出入境检验检疫局实验楼空调工程是国家建筑节能示范工程,采用加入热回收部分的冷却塔——垂直地埋管混合式地源热泵系统作为空调方案。本文以该工程为例,介绍了地埋管换热器、热回收部分和冷却塔部分的设计方法,对工程实测数据进行了整理和分析,并利用DeST软件模拟计算各种空调方案的能耗情况,采用不同空调方案相比较的方法说明地源热泵系统的节能特性。对该工程实测所得数据进行整理和分析,可知地源热泵系统采暖季平均能效比为2.66,2010年3月1日至2010年3月15日系统运行稳定期间,系统能效比的平均值为2.83。采用DeST软件进行模拟计算,算得水冷螺杆机组+燃气锅炉空调方案在供热季的系统能效比为1.43,3月1日13:00至3月15日17:00系统能效比为1.36;直燃式溴化锂机组+冷却塔方案在供热季的系统能效比为0.92,3月1日13:00至3月15日17:00系统能效比为0.87。从能效比的比较可见,地源热泵系统节能特性显著。在运行费用计算中,根据样本数据可估算各空调方案的全年能耗,地埋管地源热泵系统的全年能耗是水冷机组+冷却塔+燃气锅炉方案的59.4%,是直燃式溴化锂机组+冷却塔方案的47.5%是风冷热泵方案的41%,由此也可看出地源热泵系统的节能性。利用DeST软件计算该建筑的冷热负荷,算得全年总冷负荷约为总热负荷的3倍,说明了武汉地区的建筑负荷特点,和造成土壤热平衡问题的主要原因。而从监测系统采集到的土壤温度数据可知,经过空调系统在采暖季向土壤吸取热量后,埋管区土壤温度呈下降趋势,地下四十米以下土壤温度平均下降了1.37℃,体现了地源热泵系统在应用中土壤温度的变化规律。比较地源热泵空调方案、水冷机组+冷却塔+燃气锅炉方案、直燃式溴化锂机组+冷却塔方案和风冷热泵方案的初投资和运行费用,可知地源热泵系统的初投资较高,但运行费用较低,以水冷机组+冷却塔+燃气锅炉方案为标准,其投资回收年限为4.3年。而在使用效果、环境影响、安全性以及操作和维护等方面地源热泵系统都有一定的优越性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-11
  1.1 课题背景  8
  1.2 地源热泵的发展  8-10
    1.2.1 地源热泵的起源  8-9
    1.2.2 混合式地埋管地源热泵的研究和发展  9-10
  1.3 本文的主要工作  10-11
第二章地源热泵空调工程实例概况  11-25
  2.1 工程概况  11-12
  2.2 空调方案  12-13
  2.3 地埋管换热器设计  13-14
  2.4 工程重点技术分析  14-24
    2.4.1 热回收技术－卫生热水系统  14-16
    2.4.2 冷却塔运行策略  16-20
    2.4.3 施工技术  20-24
  2.5 本章小结  24-25
第三章地源热泵实例工程的运行实测与分析  25-41
  3.1 数据的监测与采集  25-31
    3.1.1 监测内容  25
    3.1.2 监测系统方案  25-26
    3.1.3 监测设备  26-28
    3.1.4 监测软件  28-31
  3.2 数据的整理与分析  31-40
    3.2.1 环境温湿度  31-32
    3.2.2 能耗  32
    3.2.3 能效比  32-35
    3.2.4 土壤温度变化  35-40
  3.3 本章小结  40-41
第四章建筑建模与模拟计算  41-53
  4.1 动态负荷计算方法介绍  41-43
    4.1.1 常用动态负荷计算方法  41-42
    4.1.2 DeST 软件简介  42-43
  4.2 建筑建模与动态负荷计算  43-49
    4.2.1 建筑建模  44-45
    4.2.2 建筑动态负荷计算结果分析  45-49
  4.3 建筑节能评估  49-51
    4.3.1 空调方案模拟  49-50
    4.3.2 能耗计算结果  50-51
  4.4 本章小结  51-53
第五章各种冷热源配置方案的对比与分析  53-58
  5.1 不同空调方案初投资比较  53-54
  5.2 不同空调方案运行费用比较  54-56
  5.3 综合比较  56-57
  5.4 本章小结  57-58
第六章总结与展望  58-60
  6.1 总结  58-59
  6.2 进一步展望  59-60
参考文献  60-63
致谢  63-64
附录Ⅰ攻读硕士学位期间论文发表情况  64

基于实测的地埋管地源热泵空调技术的节能与应用分析

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