基于热经济学的地源热泵系统分析

论文摘要

地源热泵系统是随着全球性的能源危机和环境问题的出现而逐渐兴起的一门热泵技术。它以高效节能、环境污染小,运行稳定可靠等优点为节能和环保提出了一个新的发展方向。一般来说,热泵是节能的,但是否也省钱?地源热泵的投资、运行费、经济性合理与否将直接影响用户对该系统的选择。影响地源热泵经济性的因素很多,除要顾及到上述热分析因素外,还要考虑到设备的投资费用、燃料价格、电力价格等问题。尤其是在中国的应用时间还不长,实际运行经济性的总结工作还有待完善,故对于地源热泵系统进行必要的热经济分析,研究分析该系统的应用条件、初投资、运行费用等特点,这对于具有技术、节能和环保优势的地源热泵空调系统是很有必要的。为了推广和应用此项技术,本文对地源热泵空调系统进行热经济学评价。本文介绍了地源热泵技术,说明了其节能原理和系统组成。在介绍了热经济学分析法的热力学基础和经济学基础后,提出了热经济学分析法是解决节能和经济问题的较好途径,依据山东省滨州市的工程实例建立了热经济分析模型,建立热经济平衡方程和产品火用成本价格模式,得出系统不同部位的火用成本不同,且呈递增的趋势。在对系统全面分析的基础上建立了完整的(火用)分析模型,依据模型分别在冬季工况和夏季工况下对地下换热器、蒸发器、冷凝器、节流装置、压缩机及风机盘管等主要设备进行了(火用)损分析,建立了(火用)损方程。根据热经济学代数模式和系统火用流组成,建立系统在冬季和夏季工况下的热经济学模型。按黑箱模型对地源热泵进行火用效率、单位冷(热)火用成本和单位冷(热)量成本分析。具体计算出单位冷(热)火用成本和单位冷热量成本,并以此作为评价指标,经分析比较,得出地源热泵系统方案要优于常规空调方案;以火用为基础的热经济学分析法要比以能为基础的分析法更全面准确。本文通过研究提出了地源热泵系统优化的目标函数,寻求出地源热泵系统节能的有效途径和建立科学的评价体系,给出相关结论和节能的有效途径。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景和内容
• 1.2 地源热泵系统简介
• 1.3 国内外研究现状和发展趋势
• 2 热经济学分析方法
• 2.1 能分析法和（火用）分析法
• 2.2 热经济学分析法的发展概况
• 2.3 热经济学分析法简介
• 2.4 热经济学的三种主要模式
• 2.5 热经济学分析法的理论基础
• 2.6 本章小结
• 3 地源热泵系统的热经济学分析模型
• 3.1 地源热泵工程实例
• 3.2 地源热泵工作原理与过程
• 3.3 地源热泵系统的热经济学模型
• 3.4 本章小结
• 4 地源热泵系统的（火用）分析
• 4.1 建立（火用）分析模型
• 4.2 冬季工况的（火用）分析
• 4.3 夏季工况的（火用）分析
• 4.4 本章小结
• 5 地源热泵系统的热经济学分析
• 5.1 冬季工况的热经济分析
• 5.2 夏季工况的热经济分析
• 5.3 地源热泵系统的优化
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文