污水源热泵区域供能系统运行特性及热经济性研究

论文摘要

能源与环境是可持续发展的两大主题。目前以燃烧石化原料为主的建筑物供暖空调不仅能耗量大，而且污染环境。城市污水水量巨大，温度适宜，属清洁可再生能源，是暖通空调非常重要的不可多得的新能源。本文以青岛麦岛居住小区所使用的开式直接式污水源热泵系统为研究对象，进行了污水源热泵系统的实验研究和的经济性研究，旨在能指导污水源热泵空调系统更好地推广应用。首先对麦岛居住小区污水源热泵系统进行了冬季制热工况的测试。测试初期，由于居住率较低，只运行了一台46℃中高温热泵机组，热泵机组COP平均达到了6.29；在供暖高峰期，另一台65℃高温热泵机组同时运行，其机组COP平均达到5.39，系统运行良好。对冷却水输送系数WTFCW以及冷冻水输送系数WTFCh进行计算，得知冷却水部分时刻供回水温差较小，“大流量、小温差”现象导致冷却水输送系数WTFCW指标较低，平均为33.2；冷冻水输送系数WTFCh指标平均为53.3。其次，利用lgP-h图基本原理，对热泵机组夏季制冷工况性能系数EER进行分析计算。通过分析得知，机组EER与热泵机组蒸发器温度、冷凝器温度，压缩机吸排气压力等因素都存在一定的联系。最后，根据热经济学的分析思路和方法，采用供热成本和供冷成本作为经济评价指标。对用能设备建立热经济模型，列热经济平衡方程，然后求出用能设备的输出热量或冷量的成本，并以此做出对用能设备的分析评价依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.1.1 我国的能源利用现状
• 1.1.2 环境变化与经济增长
• 1.1.3 热泵的定义
• 1.1.4 热泵的分类
• 1.2 区域能源系统概况
• 1.2.1 区域能源系统的概念
• 1.2.2 区域能源系统的特点
• 1.2.3 区域能源系统在国内、外的发展情况
• 1.2.4 我国区域能源目前发展的情况
• 1.3 污水源热泵的发展状况
• 1.3.1 污水源热泵空调系统的优点
• 1.3.2 国外污水源热泵空调系统的发展现状
• 1.3.4 国内污水源热泵空调系统的发展现状
• 1.4 课题的提出与研究的意义
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 麦岛污水源热泵项目概况及空调系统评价标准
• 2.1 工程实例概况
• 2.2 空调系统概况
• 2.2.1 热泵主机
• 2.2.2 输配系统
• 2.3 空调系统用能评价指标
• 第3章 污水源热泵系统实验测试及运行特性分析
• 3.1 实验测试
• 3.1.1 测试目的
• 3.1.2 测试方法与内容
• 3.2 测试结果分析
• 3.2.1 制热工况测试结果分析
• 3.2.2 制冷工况测试结果分析
• 3.2.2.1 lgP-h 图理论及实测 EER 计算结果
• 3.3 机组 EER 的影响因素分析
• 3.3.1 蒸发温度和冷凝温度对机组 EER 的影响
• 3.3.2 冷却水及冷冻水进出口温差对机组 EER 的影响
• 3.3.3 压缩机叶片开度对机组 EER 的影响
• 第4章 污水源热泵系统热经济学分析
• 4.1 热经济学分析方法
• 4.1.1 冷热源方案
• 4.2 各方案的热经济模型和供热（冷）成本表达式
• 4.2.1 污水源热泵机组方案的供热（冷）经济模型和供热（冷）成本表达式
• 4.2.2 直燃型溴化锂吸收式冷热水机组方案的供热（冷）经济模型和供热（冷）成本表达式
• 4.3 年维护管理费用 Y 和年投资费用 z 的计算方法
• 4.4 供热投资和供冷投资的分摊
• 4.5 各方案供热成本和供冷成本的计算
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢