论文摘要
本文通过能量守恒原理建立湖体热平衡数学模型,在深入分析湖水源系统工程特点的基础上建立开、闭式取水系统模型,热泵机组能耗运行动态模型,湖体承载能力模型以及与传统空调系统对比的节能率分析模型,采用软件编程方式模拟自然条件、负荷下水体温度变化及湖水源热泵系统全年动态能耗、能效的变化。首先,进行系统总体设计,包括系统结构、功能设计、开发方式、开发平台的选择;其次对湖水源热泵系统中各子系统(机组、水泵)进行专业功能设计;最后分析验证湖体热承载能力,综合评价热泵系统性能及项目实施的可行性。对闭式湖水源系统验证,本文根据上海某项目采用的湖水源热泵项目,对其系统的设计和运行情况进行了测试和分析。用DEST能耗模拟软件计算建筑全年负荷导入软件,针对采用湖水源热泵实现冬季供热的方案与采用锅炉制热的传统方案分别对机组、水泵和系统整体的能耗和能效进行比较。对开式湖水源系统验证,本文拟采用重庆市主城区某综合性大楼通过软件对比定流量与变流量在节能情况上的差异,进行冬季逐时能耗对比发现部分负荷下,变流量下系统累计总能耗比定流量下能耗累计值减少20.62%,取水系统在变流量调控状态下将存在很大的节能潜力,取水系统节能量达到40.45%。由于静止水体的能量平衡主要取决于太阳辐射得热与水体表面蒸发耗热和夜间长波辐射耗热之间的平衡,这些自发过程主要发生在水体的表面,浅层水体由于深度和面积有限,底部可利用的低温冷水量存在一个极限值,随着热泵机组的运行,排入到水体的热量逐渐增加,水体热分层将遭到破坏,整体水温上升。本文建立了静水湖体全年温度模型,当湖体作为水源热泵冷热源时用于预测湖水的供冷极限,并与重庆开县人民医院湖水源热泵系统的水温测试数据选取相同时间进行水温对比分析,验证软件模型在工程应用上的准确性和可靠性。
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中文摘要英文摘要1 绪论1.1 课题研究的背景及意义1.2 水热泵研究与应用的进程1.2.1 国外水源热泵及软件开发的发展状况1.2.2 国内水源热泵及软件开发研究现状1.3 水体的传热理论数学模型的发展1.4 静水水体冷、热容量研究1.5 静水水体承载能力判断标准1.6 课题研究的内容及研究意义1.6.1 课题研究内容1.6.2 课题研究的意义2 湖水源热泵系统水源侧数学模型2.1 水体温度模型2.1.1 物理模型2.1.2 控制方程2.1.3 水体蓄热量2.1.4 水体与土壤间换热2.1.5 模型求解2.2 水底盘管与湖水的换热模型2.2.1 盘管总换热量计算2.2.2 换热模型数值解法2.3 负荷下水体换热模型2.4 湖水源热泵系统模型2.4.1 热泵机组模型2.4.2 取水系统设计模型2.5 小结3 湖水源热泵系统设计与评估软件的实现3.1 系统总体设计3.1.1 设计原则3.1.2 开发环境3.1.3 编程语言3.1.4 系统模型及功能3.1.5 湖水源热泵系统程序开发原理框图3.2 软件参数输入3.2.1 工程概况3.2.2 运行时间3.2.3 取水系统参数3.2.4 热泵机组参数3.2.5 常规空调系统参数3.2.6 热承载能力3.2.7 负荷输入及计算3.3 软件结果输出3.3.1 输出报告界面3.3.2 湖水自然条件及负荷条件下动态变化3.3.3 湖水源热泵系统性能3.4 小结4 湖水源热泵系统性能实测分析4.1 常用能耗分析方法4.2 闭式湖水源热泵系统运行测试及分析4.2.1 工程概况4.2.2 实验测试方法4.2.3 系统性能及测试结果分析4.2.4 湖水源热泵系统节能性分析4.3 开式湖水源热泵系统运行能效分析4.3.1 工程概况4.3.2 软件模拟结果分析4.3.3 冷却水流量变化对冷水机组的影响4.4 小结5 湖水水体承载能力研究5.1 水温实验测试仪器5.1.1 HOBOware 测温仪5.1.2 红外线测温仪5.1.3 室外温湿度测试仪5.2 闭式水源热泵系统承载能力研究5.2.1 测试方案5.2.2 自然水体实测与软件模拟对比5.2.3 负荷水体实测与软件模拟对比5.3 开式水源热泵系统承载能力研究5.3.1 项目介绍5.3.2 自然水温验证5.3.3 负荷水温验证5.4 水体理想供冷能力研究5.4.1 理想供冷能力的判断5.4.2 理想供冷能力的计算5.4.3 湖水分层对供冷能力的影响5.5 小结6 结论及建议6.1 主要成果总结6.2 建议及展望致谢参考文献附录
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标签：湖水源热泵论文; 软件开发论文; 热承载能力论文; 能耗论文; 数学模型论文;
