燃气热泵系统运行经济性及热力学分析

摘要

随着我国经济的持续增长和社会的不断进步,人们的生活水平越来越高,生活、生产用能耗越来越大,如今我国已成为继美国之后的世界第二大能源消费国。21世纪人类社会面临的资源消耗和环境恶化问题日益突出,全世界都开始注重生态环境,在各个领域加强环境保护,工业、民用、建筑等的耗能自然也成为了各国关注的焦点。在能源利用领域,全球已进入清洁利用化石燃料时代,天然气、电力及可再生能源逐步推广使用。世界各国都在探讨怎样使各种能源得到最优利用,使之发挥出最大的经济效益、社会效益、环境效益,进而在发展各自经济硬实力的同时,加强环境保护软实力。我国资源总量虽丰富多样,但人均储量远低于世界平均值,且资源结构不合理,制约了我国经济社会的发展。大量使用薪柴、煤炭导致空气污染问题严重。而在电力空调日益普及的今天,其动力源----电力在夏季由于使用过量,造成电力峰谷差加大,恶化了电力负荷、降低了发电效率,影响电力系统的经济性和安全性。这些问题的存在使得人们更加重视其能源的合理利用问题,本文指出以燃气为动力源的燃气热泵(GHP)技术对解决这些问题的帮助。本研究首先对燃气热泵和电动热泵在性能系数和单位运行成本方面进行比较,可根据实际情况进行系统形式的选择。其次对燃气热泵系统进行了火用损分析,为准确判别其用能薄弱环节提供理论依据。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 能源背景

1.1.2 环境污染

1.1.3 空调普及等带来的电力峰谷差问题

1.1.4 天然气

1.2 燃气热泵(GHP)系统介绍

1.2.1 GHP技术介绍

1.2.2 GHP技术在国内外的发展

1.3 本文研究内容

第2章 GHP系统的工作原理及热力学分析

2.1 GHP系统的组成

2.2 GHP系统的工作原理

2.3 GHP系统的热力学分析

2.3.1 基本假设

2.3.2 热力循环

2.3.3 发动机与热泵的性能匹配

2.4 本章小结

第3章 GHP与EHP系统的综合技术比较

3.1 性能指标

3.1.1 热泵性能系数COP

3.1.2 一次能源利用率PER

3.2 运行参数比较

3.2.1 选型

3.2.2 PER值

3.2.3 单位运行成本及设备初投资

3.2.4 整体系统

3.3 本章小结

第4章 GHP系统的(火用)损分析

4.1 燃气发动机系统(火用)损分析

4.1.1 燃料燃烧(火用)损分析

4.1.2 冷却过程(火用)损分析

4.1.3 排气带走的(火用)损分析

4.1.4 机械(火用)损分析

4.2 热泵系统(火用)损分析

4.2.1 制冷工况下各部件(火用)损分析

4.2.2 制热工况下各部件(火用)损分析

4.3 余热回收(火用)损分析

4.4 实际工况验算

4.4.1 燃气发动机系统(火用)损分析

4.4.2 热泵系统(火用)损分析

4.4.3 余热回收设备(火用)损分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

致谢