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基于热媒温度的供热系统经济节能运行方式

作　者: 刘春菊
导　师: 葛凤华
学　校: 吉林建筑工程学院
专　业: 建筑技术科学
关键词: 集中供热系统热媒温度连接方式输送能耗最佳回水温度 Exergy分析
分类号: TU995
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

我国已把资源节约列入基本国策,目前建筑节能也得到前所未有的重视。我国建筑采暖比例大、能耗高,单位面积采暖能耗折合标准煤平均为20kg/m2.年,若与发达国家相同形式的采暖建筑相比较,为发达国家相同气候条件下建筑采暖能耗的1～1.5倍。除了因为建筑围护结构保温不良、供热系统效率不高和热源调节不当等问题导致我国建筑采暖能耗偏高外,还有一个重要原因是普遍存在着“大流量、小温差”运行机制,造成了泵的输送能耗增加和系统末端装置及管材的浪费。本文主要针对集中供热系统的热媒温度与系统初投资及输送能耗的关系进行研究。以长春市的某一集中供热小区为例进行设计计算,计算内容包括:二次网的热媒温度与系统初投资及输送能耗的关系;一次网的热媒温度与系统初投资及输送能耗的关系;集中供热系统采用直接连接、混水连接与间接连接的热媒温度与系统初投资及输送能耗的关系,对计算结果进行理论分析与对比,对热媒温度与回水温度进行优化,并且利用Eexergy分析方法比较了不同热媒温度的Exergy损和Exergy效率。计算结果表明,供热系统的热媒温度对经济性影响较大,热媒温度越高、温差越大,系统管材初投资和输送能耗越小;供热系统的混水连接方式在节省系统初投资及运行电耗方面都显现了很大的优越性,应积极推广使用。本文还提出了运用年计算费用法来确定最佳回水温度,并确定了计算最佳回水温度的方法,当二次网供水温度为60℃时,最佳回水温度为48℃;当二次网供水温度为90℃时,最佳回水温度为64-66℃。利用热力学的Exergy分析方法表明,在以锅炉为热源的供热系统中,应尽量采用高温热媒。适当提高热媒温度,对降低供热系统输送能耗与材料消耗具有显著的影响。本文针对集中供热系统的热媒温度、管网连接方式与输送能耗及材料消耗之间的关系进行了研究,适用于以锅炉为热源的供热系统,对集中供热系统的工程设计、运行管理具有普遍的指导意义。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-12
第1章绪论  12-18
  1.1 论文选题背景与意义  12-15
    1.1.1 论文选题背景  12-14
    1.1.2 论文选题意义  14-15
  1.2 国内外研究状况  15-17
    1.2.1 国外研究状况  15-16
    1.2.2 国内研究状况  16-17
  1.3 论文研究的内容  17-18
第2章基于热媒温度的集中供热系统初投资  18-40
  2.1 三种典型的集中供热系统连接方式  18-20
    2.1.1 直接连接  18
    2.1.2 混水连接  18-19
    2.1.3 换热站连接  19-20
  2.2 工程概况  20
  2.3 不同热媒温度的换热站连接系统初投资  20-31
    2.3.1 热媒温度的选取  20
    2.3.2 末端装置投资  20-22
    2.3.3 二次网投资  22-24
    2.3.4 换热器投资  24-26
    2.3.5 水泵投资  26-28
    2.3.6 一次网投资  28-29
    2.3.7 其他固定投资  29-31
  2.4 不同热媒温度的混水连接系统初投资  31-35
    2.4.1 热媒温度的选取  31
    2.4.2 末端装置投资  31
    2.4.3 二次网投资  31
    2.4.4 水泵投资  31-34
    2.4.5 其他固定投资  34-35
  2.5 不同热媒温度的直接连接系统初投资  35-38
    2.5.1 热媒温度的选取  35
    2.5.2 末端装置投资  35
    2.5.3 二次网投资  35
    2.5.4 水泵投资  35-36
    2.5.5 一次网投资  36-38
  2.6 本章小结  38-40
第3章基于热媒温度的系统年运行电耗及总投资  40-49
  3.1 不同热媒温度的年运行电耗  40-44
    3.1.1 换热站连接  41-42
    3.1.2 混水连接  42-43
    3.1.3 直接连接  43-44
  3.2 不同热媒温度的系统总投资  44-48
    3.2.1 换热站连接  45-46
    3.2.2 混水连接  46-47
    3.2.3 直接连接  47-48
  3.3 本章小结  48-49
第4章集中供热系统连接方式的生命周期经济评价  49-74
  4.1 供热系统连接方式生命周期经济评价的前提及意义  49
  4.2 供热系统连接方式与系统初投资  49-57
    4.2.1 二次网热媒温度为95℃/70℃  49-52
    4.2.2 二次网热媒温度为80℃/60℃  52-54
    4.2.3 二次网热媒温度为60℃/45℃  54-57
  4.3 供热系统连接方式与运行电耗  57-65
    4.3.1 二次网热媒温度为95℃/70℃  57-60
    4.3.2 二次网热媒温度为80℃/60℃  60-62
    4.3.3 二次网热媒温度为60℃/45℃  62-65
  4.4 供热系统连接方式与系统总投资  65-73
    4.4.1 二次网热媒温度为95℃/70℃  65-68
    4.4.2 二次网热媒温度为80℃/60℃  68-70
    4.4.3 二次网热媒温度为60℃/45℃  70-73
  4.5 本章小结  73-74
第5章基于热媒温度的供热系统经济性及Eexergy 分析  74-88
  5.1 利用数学分析方法分析供热系统年计算费用  74-80
    5.1.1 建立系统年计算费用公式  74-75
    5.1.2 供热系统初投资  75-78
    5.1.3 年运行电耗  78-80
  5.2 最佳回水温度  80-81
    5.2.1 供水温度为60℃的最佳回水温度  80
    5.2.2 供水温度为95℃的最佳回水温度  80-81
  5.3 对供热系统进行Eexergy 分析  81-87
    5.3.1 Eexergy 和Eexergy 分析方法概述  81-82
    5.3.2 采用锅炉供热系统的Eexergy 损  82-86
      5.3.2.1 锅炉的Eexergy 损  82-83
      5.3.2.2 换热器的Eexergy 损  83
      5.3.2.3 管网散热Eexergy 损  83
      5.3.2.4 流体流动Eexergy 损  83-84
      5.3.2.5 供热系统总的Eexergy 损  84-86
      5.3.2.6 供热系统的Eexergy 效率  86
    5.3.3 热泵供热热媒温度分析  86-87
  5.4 本章小结  87-88
结论  88-91
参考文献  91-95
攻读学位期间发表的学术论文  95-98
致谢  98

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