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地源热泵系统在南京地区的应用研究

作　者: 刘清
导　师: 张少凡; 张建忠
学　校: 南京理工大学
专　业: 动力工程
关键词: 地源热泵系统能耗模拟综合部分负荷性能系数实测分析
分类号: TU831
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

推进可再生能源在建筑中的应用是实施国家能源战略的必然选择。合理开发利用浅层地热能,解决建筑的采暖空调、热水供应及照明等,是可再生能源应用的重要领域,对替代常规能源、促进建筑节能具有重要意义。本文研究了南京地区地源热泵系统的适用性、节能特性以及典型地源热泵系统实际运行效果的测试与分析。本文整理了南京市全年温度及湿度分布的统计数据,调查分析了南京市浅层地热能资源,包括地下水资源及土壤地热资源,分别研究了其资源量及开发利用分区,并对开发利用浅层地热能资源过程中可能出现的地质环境问题进行分析与评价；调查研究了南京市各主要流域、河流、湖泊等地表淡水资源的容量、温度分布特征等,并重点研究了南京长江水北河口及南京天印湖湖水的温度分布特征；调查了南京市污水资源的分布状况,探讨了污水源热泵系统的可行性及社会、经济效益。本文分别对南京地区居住建筑和公共建筑(办公建筑、商业建筑等)的案例进行全年空调、供暖负荷的模拟分析,掌握其全年负荷变化规律,得出南京地区几类典型建筑中空调采暖冷热负荷的设计面积指标和年累计耗冷、耗热量面积指标；总结了地源热泵系统的性能评价方法,并从源侧温度条件出发,提出水源热泵机组制冷工况和热泵工况下综合部分负荷性能系数IPLV的计算方法；建立南京地区地源热泵系统的节能量、减排量计算评价模型,预测南京地区地源热泵系统节能减排效益。本文对南京地区地源热泵系统的典型工程项目的运行效果进行跟踪测试与评估,根据提出的水源热泵机组制冷工况和热泵工况下综合部分负荷性能系数IPLV的计算方法,计算出各项目制冷工况下机组IPLVc及热泵工况下机组IPLVh的值,重点分析了不同系统源侧温度的变化规律及其对机组性能的影响,并分析了地源热泵系统的实际节能效果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-19
  1.1 课题提出的背景  11-12
  1.2 地源热泵系统概述  12-14
    1.2.1 地源热泵系统的定义及工作原理  12
    1.2.2 地源热泵的分类及特点  12-14
  1.3 地源热泵应用概况  14-18
    1.3.1 国外地源热泵技术研究现状  14
    1.3.2 国内地源热泵技术研究现状  14-16
    1.3.3 江苏省地源热泵发展现状  16-18
  1.4 本课题的主要研究内容及意义  18-19
2 南京地区浅层地温能条件及地源热泵系统适用性分析  19-34
  2.1 南京地区气象条件  19-20
  2.2 南京地区地热资源条件及资源量评估  20-24
    2.2.1 南京市浅层地热能资源量分析  20
    2.2.2 南京市地下水资源分析  20-22
    2.2.3 南京市土壤地热资源分析  22-24
  2.3 南京地区地表水(淡水、污水)资源分析  24-30
    2.3.1 南京市地表淡水资源分析  24-26
    2.3.2 南京市地表淡水资源开发的适用性分析  26-28
    2.3.3 南京市污水资源分析  28-30
  2.4 南京市浅层地温能调查评价的开展  30
  2.5 各类地源系统的适用条件及应用范围  30-32
    2.5.1 地埋管地源热泵系统适用条件及应用范围  30-31
    2.5.2 地下水源热泵系统适用条件及应用范围  31
    2.5.3 地表水源热泵系统适用条件及应用范围  31-32
    2.5.4 污水源热泵系统适用条件及应用范围  32
  2.6 小结  32-34
3 南京地区地源热泵系统节能特性研究  34-51
  3.1 南京地区典型建筑全年能耗特性  34-39
    3.1.1 办公建筑  34-36
    3.1.2 商业建筑  36-38
    3.1.3 住宅建筑  38-39
  3.2 地源热泵系统性能评价方法  39-44
    3.2.1 水源热泵机组能效比  40
    3.2.2 水源热泵机组综合部分负荷性能系数(IPLV)  40-43
    3.2.3 系统综合能效  43-44
  3.3 地源热泵系统节能减排量计算  44-48
    3.3.1 减排量计算  44-45
    3.3.2 减排量的价值计算  45-46
    3.3.3 地源热泵空调机组的运行性能调查  46
    3.3.4 地源热泵节能量及减排量计算  46-48
  3.4 南京市地源热泵系统节能减排效益预测  48-49
    3.4.1 南京市可再生建筑应用量预测  48
    3.4.2 南京市地源热泵空调技术应用量与节能量预测  48-49
  3.5 小结  49-51
4 南京地区典型地源热泵系统运行测试与分析  51-91
  4.1 地埋管地源热泵系统运行测试与分析  51-66
    4.1.1 地埋管地源热泵系统数据采集系统介绍  51-52
    4.1.2 机组全年进出水温度情况分析  52-56
    4.1.3 地源热泵机组制冷与制热工况性能分析  56-64
    4.1.4 地源热泵节能分析  64-65
    4.1.5 小结  65-66
  4.2 源侧温度的比较分析  66-74
    4.2.1 冷水机组+冷却塔空调系统运行测试与分析  66-68
    4.2.2 源侧温度的比较  68-69
    4.2.3 机组IPLV及COP的比较  69-72
    4.2.4 小结  72-74
  4.3 地表水地源热泵空调系统运行测试与分析  74-91
    4.3.1 湖水源热泵系统运行测试与分析  74-80
    4.3.2 江水源热泵系统运行测试与分析  80-89
    4.3.3 小结  89-91
5 结论与展望  91-93
  5.1 主要结论  91-92
  5.2 展望  92-93
致谢  93-94
参考文献  94-97

地源热泵系统在南京地区的应用研究

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