地下水源热泵系统冷凝热回收应用研究

摘要

暖通空调系统作为酒店宾馆等公共建筑中不可缺少的部分，其在运行过程中不仅能耗巨大，而且会产生大量排至外界环境的废热。当今社会日益严峻的能源危机并不仅仅是因为能源资源量的匮乏，更存在着能源利用率低的原因。对于酒店宾馆等公共建筑，通常在需要供冷的同时也有着大量用以制取生活热水的供热需求。本文正是以此为出发点，对地下水源热泵系统的冷凝热回收应用进行研究，论证利用冷凝热满足生活热水供热需求的合理性，探讨地下水源热泵系统的冷凝热回收再利用带来的经济效益、节能效益和环保效益。
　　本文首先以中央空调系统制冷原理为基础明确了冷凝热的概念，探究了冷凝热的影响因素，论述了冷凝热应用的合理性及应用方式。然后，本文从地下水源水系统、热水温度和冷凝温度对冷凝热回收应用的影响、热水负荷与空调负荷的不同步性及系统综合性能系数四个方面对地下水源热泵系统的冷凝热回收应用进行了分析。在前述理论分析的基础之上，结合空调负荷和热水负荷的模拟计算，本文确定了所依附工程实例的冷凝热回收应用方式，并以TRNSYS软件为平台对地下水源热泵冷凝热回收应用系统进行仿真模拟。模拟结果显示，系统的冷凝热可以满足其生活热水的供热需求，且在加入冷凝热回收系统之后末端供冷系统依旧运行正常。另外，冷凝热回收系统的加入使得地下水源热泵系统向地下水的排热量相比较常规形式下减少了20％，有益于维持地下水环境的稳定平衡。
　　最后，本文将采用冷凝热回收的热水供应系统同常规的电锅炉加热系统和燃气锅炉加热系统从经济性、节能性和环保性三个方面进行了比较分析。结果表明，冷凝热的回收再利用使得系统的年运行费用、年一次能源消耗量以及年污染物排放量都有大幅下降，地下水源热泵系统的冷凝热回收应用有着显著地经济效益、节能效益以及环保效益。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 水源热泵系统的应用意义

1．1．2 冷凝热回收的应用意义

1．2 冷凝热回收的研究与发展现状

1．2．1 国外冷凝热回收技术的研究与发展现状

1．2．2 国内冷凝热回收技术的研究与发展现状

1．3 本文主要工作

第二章 地下水源热泵系统冷凝热回收应用概述

2．1 空调系统制冷的基本原理

2．2 地下水源热泵系统的工作原理

2．3 地下水源热泵系统的冷凝热回收

2．3．1 空调系统的冷凝热

2．3．2 冷凝热的影响因素

2．3．3 冷凝热回收的类型

2．3．4 地下水源热泵系统冷凝热回收的形式的确定

2．4 本章小结

第三章 地下水源热泵系统冷凝热回收应用分析

3．1 地下水源热泵系统适用条件

3．2 热水温度及冷凝温度对于冷凝热回收应用的影响

3．2．1 热水温度

3．2．2 冷凝温度

3．3 热水负荷与空调负荷的不同步性分析

3．3．1 生活热水用水规律

3．3．2 热水负荷与空调负荷的不同步性

3．3．3 蓄热装置设置

3．4 地下水源热泵冷凝热应用系统的综合性能系数

3．5 本章小结

第四章 地下水源热泵系统冷凝热回收应用仿真模拟

4．1 工程概况

4．1．1 建筑物概况

4．1．2 场区水文地质条件

4．2 空调负荷与热水负荷模拟计算

4．2．1 空调负荷模拟计算

4．2．2 热水负荷模拟计算

4．2．3 基于模拟计算结果的系统形式确定

4．3 基于TRNSYS软件的系统模型的建立

4．3．1 TRNSYS软件简介

4．3．2 TRNSYS环境下系统模型的建立

4．3．3 模拟结果分析

4．5 本章小结

第五章 地下水源热泵系统冷凝热回收应用效益分析

5．1 经济效益分析

5．2 节能效益分析

5．2．1 系统全年常规能源替代量

5．2．2 三种热水制取方案能耗比较

5．3 环保效益分析

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况