冬冷夏熱地區(qū)應(yīng)用地表水源熱泵系統(tǒng)供暖的優(yōu)化方法.pdf

1、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展成為世界各國在新時(shí)代面臨的重大挑戰(zhàn)和緊迫任務(wù)。在制冷空調(diào)領(lǐng)域，在滿足人們健康、舒適要求的前提下，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高能源利用率，可持續(xù)開發(fā)利用可再生能源，減少常規(guī)能源消耗，顯得尤為迫切和重要。適應(yīng)這一要求，作為空調(diào)冷熱源中能源轉(zhuǎn)換效率最高的熱泵應(yīng)用技術(shù)，正受到人們的日益重視和關(guān)注。 水源熱泵是一種利用地下淺層水資源(地表水或地下水)，既可供暖又可制冷的高效節(jié)能熱泵系統(tǒng)。水源分別在冬季作為熱泵供暖的熱源，在夏季作為制冷

2、的冷源。由于水源溫度較空氣源溫度穩(wěn)定，因此水源熱泵系統(tǒng)較空氣源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行會更穩(wěn)定，而且冬季也不會出現(xiàn)結(jié)霜情況。 本文以湖南省湘潭市某水源熱泵項(xiàng)目為研究對象，對大規(guī)模的湖水水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)性能進(jìn)行了研究。論文首先回顧了國內(nèi)外地表水源熱泵的研究進(jìn)展，并對該類空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)勢及其應(yīng)用范圍進(jìn)行了分析和總結(jié)；通過實(shí)地測試，對研究對象冬季供暖工況運(yùn)行特性和參數(shù)匹配進(jìn)行了試驗(yàn)研究，計(jì)算了該系統(tǒng)的性能系數(shù)(COP值)，分析了其運(yùn)行狀況；為了

3、對供回水管道敷設(shè)位置進(jìn)行優(yōu)化，本文在分析水溫和室外氣溫關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立了模擬湖水水平方向沿程水溫分布的一維模型，運(yùn)用該模型模擬了作為冷熱源的人工湖沿程水溫分布，并將模擬結(jié)果與實(shí)測結(jié)果進(jìn)行了對比和分析，證明了該模型的可靠性和實(shí)用性；為了優(yōu)化系統(tǒng)的供暖模式，本文在溫度頻段法的基礎(chǔ)上，提出了一種簡單易行的計(jì)算地表水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)制熱季節(jié)性能系數(shù)(HSPF)的方法——逐日累加法，通過計(jì)算HSPF值，分析地表水源熱泵系統(tǒng)的供暖節(jié)能性，提出了節(jié)能

4、性能最優(yōu)的供暖模式；采用費(fèi)用年值法計(jì)算地表水源熱泵系統(tǒng)的投資費(fèi)用，分析供暖經(jīng)濟(jì)性，提出了經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的供暖模式；最后，對水源熱泵和風(fēng)冷熱泵的系統(tǒng)能耗、HSPF值、投資費(fèi)用、單位建筑面積費(fèi)用年值等進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，一個(gè)供暖季節(jié)，采用地表水源熱泵系統(tǒng)可以節(jié)約31.4％的能耗，單位建筑面積供暖費(fèi)用年值比風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)少2.99元/(m2·a)，年運(yùn)行費(fèi)用可節(jié)省15.59％。揭示了地表水源熱泵系統(tǒng)在湖南這類氣候地區(qū)使用的節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢。