地源熱泵在夏熱冬冷地區(qū)地鐵車站中應用技術研究.pdf

1、城市軌道交通系統(tǒng)因其運量大、速度快、低污染等特點，近年來受到越來越多的社會關注。但值得注意的是，地鐵系統(tǒng)在給人們生活帶來方便的同時，也消耗了大量的能源，其中空調系統(tǒng)能耗占整個地鐵運營能耗的30％以上。而目前我國已建、在建地鐵車站主要集中在夏熱冬冷地區(qū)，因此降低夏熱冬冷地區(qū)地鐵車站空調系統(tǒng)運營能耗，對城市軌道交通系統(tǒng)節(jié)能減排、節(jié)約運營費用具有重要的意義。而地源熱泵系統(tǒng)作為目前廣泛使用的可再生能源系統(tǒng)，具有技術成熟，經濟效益好等特點。因此針

2、對地源熱泵技術在夏熱冬冷地區(qū)地鐵車站中應用進行研究，是一個值得關注的課題。
　　與使用地源熱泵系統(tǒng)的普通建筑不同，夏熱冬冷地區(qū)地鐵車站因其冬季不供熱的特點會導致熱量大量堆積在土壤中，影響地源熱泵系統(tǒng)長久、高效運行。針對這一問題，本文采用以冷卻塔作為輔助散熱裝置的地埋管-冷卻塔系統(tǒng)為夏季車站提供冷量。并利用Dest軟件和TRNSYS軟件針對位于夏熱冬冷地區(qū)的武漢地鐵2號線某車站分別建立了夏熱冬冷地區(qū)地鐵車站能耗模型和地源熱泵系統(tǒng)模型

3、。根據建立的兩個模型本文主要研究了以下幾點：
　　第一，通過理論和Dest模擬結果分析，研究了地鐵車站中的能耗組成及其所占比例，并得到了位于夏熱冬冷地區(qū)的某地鐵車站逐時最大冷負荷和全年累計冷負荷。
　　第二，通過工程實例進行設計計算和設備選型，并根據設備選型參數建立了TRNSYS系統(tǒng)模型，該模型具有一定的普適性，對地鐵車站地源熱泵系統(tǒng)設計計算具有參考驗證作用。
　　第三，通過TRNSYS模型對地源熱泵系統(tǒng)土壤溫度曲線，

4、地埋管出口流體溫度及系統(tǒng)能耗進行研究，得到適用于夏熱冬冷地區(qū)地鐵車站地源熱泵系統(tǒng)控制方案。
　　第四，針對夏熱冬冷地區(qū)地鐵車站分別使用地源熱泵系統(tǒng)與傳統(tǒng)冷水機組，并對其進行經濟環(huán)境效益分析。結果表明在夏熱冬冷地區(qū)地鐵車站使用地源熱泵系統(tǒng)每年可以降低空調系統(tǒng)22.9％的用電量，年運行投資費用節(jié)約1.97萬元。同時當碳交易機制完全建立起來以后，具有每年帶來71.5萬元碳交易收益的潛力，經濟環(huán)境效益顯著。
　　通過以上研究，確定了