南京市湖水源热泵系统的应用研究

论文摘要

如今,可持续发展和环保节能是全球发展的趋势,以地源能（土壤、地下水、地表水等）作为冷热源的地源热泵技术是环保节能的一种有效途径,也是国内地源能利用的一个新发展方向。其中湖水源热泵作为地表水源热泵的一种,因为利用的湖水源温度相对稳定,所以系统运行的会更稳定,效率也更高。因为湖水源热泵的应用需要一定的条件,所以本文通过以南京市佛手湖地区某工程使用地表水源热泵系统为研究对象,对湖水源热泵系统的应用进行了研究。首先根据南京地区的气候条件和佛手湖的水资源条件,计算判断出该湖体作为冷热源时水量能够满足项目负荷的需求,同时还提出了采用开式系统对于水质的要求以及处理方案。然后根据项目负荷计算确定了冬夏两季工况下的取/排水量和取、排水口的地理位置。结合质量、动量、能量守恒方程及κ-ε模型、壁面函数法等理论,利用FLUENT软件模拟了系统运行时湖水水温的分布情况。最终得出在不间歇、满负荷连续运行90天的极端情况下,夏季取水口水温最高是29℃左右,冬季取水口最低水温5℃左右,从而说明使用该湖体作为本工程项目的冷热源完全可行。最后通过Visual Basic软件简单编写了程序,便于用户判断某个项目工程使用湖水源热泵系统的可行性。本文主要是对湖水源热泵系统使用的可行性以及运行时对水温分布的影响这些方面做了研究分析,结论对于湖水源热泵的发展与推广提供了一定的依据与支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.2.1 国外发展现状
• 1.2.2 国内现状
• 1.2.3 水源热泵系统研究中存在的问题
• 1.2.4 解决方法和发展前景
• 1.3 地表水源热泵系统工作的原理和技术特点
• 1.3.1 制冷制热原理
• 1.3.2 技术要点
• 1.4 本课题主要工作
• 第2章 项目概况和水源情况
• 2.1 项目概况
• 2.2 项目方案及优势
• 2.2.1 项目的方案
• 2.2.2 该方案的优势
• 2.3 本项目水源热泵系统工作原理
• 2.4 负荷计算
• 2.4.1 空调负荷计算
• 2.4.2 热水负荷计算
• 2.5 可行性分析
• 2.5.1 水量
• 2.5.2 水温
• 2.5.3 水质
• 2.6 南京地区气候条件
• 2.7 本章小结
• 第3章 项目方案与模拟计算
• 3.1 项目负荷
• 3.2 取水量设计
• 3.2.1 夏季制冷工况取/排水量计算
• 3.2.2 冬季制热工况取/排水量计算
• 3.3 取排水口的设计
• 3.4 模拟软件介绍及理论基础
• 3.4.1 FLUENT软件介绍
• 3.4.2 模拟计算的理论基础
• 3.4.3 影响湖水温度传热因素
• 3.5 湍流数值计算
• 3.5.1 标准κ-ε模型
• 3.5.2 壁面函数法
• 3.5.3 SIMPLE算法
• 3.6 本章小结
• 第4章 模拟结果分析
• 4.1 建立模型
• 4.2 边界条件及参数的设定
• 4.2.1 模型计算边界条件
• 4.2.2 初始温度的设定
• 4.3 夏季制冷工况模拟
• 4.3.1 系统运行10天的模拟结果
• 4.3.2 系统运行30天的模拟结果
• 4.3.3 系统运行90天的模拟结果
• 4.4 冬季运行模拟
• 4.4.1 系统运行10天的模拟结果
• 4.4.2 系统运行30天的模拟结果
• 4.4.3 系统运行90天的模拟结果
• 4.5 本章小结
• 第5章 湖水源热泵系统可行性的分析
• 5.1 VB程序界面
• 5.2 VB程序编写
• 5.2.1 建筑负荷Q的确定
• 5.2.2 计算过程
• 5.2.3 程序检验
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢