中水源热泵系统分析与运行策略研究

摘要

水源热泵技术的研究日益受到人们的重视，并且水源热泵技术在现代建筑中得到了越来越多的应用，但很少有学者将热泵技术与中水结合进行研究，并应用于区域集中供热。随着城市化进程的加快，建筑耗能越来越多，出现了供热缺口，中水作为水源热泵系统的低温热源介入传统的区域供热行业迫在眉睫，然而国内学者对以中水作为低温热源的热泵在区域供热方面的研究比较少，致使中水源热泵在运行时缺少理论指导，导致中水源热泵系统在实践中大多按照传统的运行方式与经验进行操作，缺少对中水源热泵集中供热在实践中特殊性的研究，这样一来热泵系统就常常不能运行在最佳状态下。水源热泵系统长期处在恶劣的运行环境下，会增加经济成本，节能效益及环境效益也会大打折扣。
　　本文介绍了一个大型中水源热泵系统，通过理论分析，然后根据供暖季的运行状况进行分析，诊断运行中遇到的问题，提出合理的运行策略，解决现实中出现的问题。通过中水水质的分析，本着节能减排和减少投资的理念分析了水源热泵工程的供热能力，最终可以满足278万m2用户的集中供热。根据分布式输配系统水泵的理论计算，优化了地块③和地块④的水泵配置。对于边建设边运行的输配系统，应有合理的运行方案，既要考虑长远的设计运行，又要考虑前期阶段的运行情况。首先，通过对前期阶段运行的分析，输配系统的节能潜力达到53％;接着，对中水源热泵机组进行了仿真模拟，得到中水水温和机组配置对热泵的整体性能有很大影响;最后，针对该项目某小区中区的热泵机组运行的例子进行分析，得出热泵运行时既要满足建筑热峰值负荷，又要符合建筑负荷的分布特性，这样热泵才能运行在高效率状态下，其次，机组配置方案应选取1∶0.65的配置，这样的配置方式节能率较原方案达到4.9％，发挥了节能减排的潜力。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 论文的研究背景

1．1．1 节能的必要性

1．1．2 中水源热泵应用的意义

1．2 课题研究现状分析

1．2．1 国外热泵研究现状

1．2．2 国内热泵研究现状

1．3 本文研究内容

第2章 中水源热泵系统的分析

2．1 中水源热泵机组的运行原理

2．2 中水源热泵系统的构成形式

2．3 中水源热泵系统的特点

2．3．1 中水特性

2．3．2 中水源热泵系统的优势

2．3．3 中水源热泵系统的劣势

2．4 本章小结

第3章 中水源热泵输配系统分析

3．1 分布式动力系统分析

3．1．1 供热系统水泵应用现状

3．1．2 传统供热动力方式

3．1．3 分布式变频二级泵供热系统原理

3．1．4 分布式变频二级泵循环系统

3．2 分布式水泵供热系统的结构形式

3．3 采用定零压差点调节的分布式动力系统

3．4 采用变零压差点分布式动力系统

3．5 本章小结

第4章 中水源热泵系统分析与优化

4．1 工程概况

4．2 中水源热泵系统

4．2．1 污水处理厂部分

4．2．2 中水提升泵房(首站)

4．2．3 热用户部分

4．3 一期工程水力计算

4．3．1 水利计算

4．3．2 水利计算基本参数

4．3．3 中水源热泵系统外网的水力计算

4．4 一期工程一季度分布式系统运行分析

4．4．1 输配系统运行情况概述

4．4．2 输配系统的设计概况

4．4．3 并联运行时单台水泵的选型

4．4．4 分布式输配系统的分析

4．5 首个供暖季输配系统的优化

4．5．1 问题原因的分析

4．5．2 动力系统的优化

4．6 本章小结

第5章 中水源热泵TRNSYS仿真模拟

5．1 模拟平台

5．2 TRNSYS模拟系统的建立

5．3 TRNSYS模拟系统的分析

5．3．1 典型日下的运行模拟

5．3．2 改变源侧温度下的系统模拟

5．4 本章小结

第6章 中水源热泵机组的能量分析

6．1 能量分析

6．1．1 能效率

6．1．2 (火用)效率

6．2 能分析和(火用)分析

6．3 能量分析的实例计算

6．3．1 热泵机组的能分析

6．3．2 热泵机组的(火用)分析

6．4 本章小结

第7章 中水源热泵机组运行策略分析

7．1 策略分析工程背景

7．1．1 热泵机房的概况

7．1．2 用户末端系统

7．2 运行策略理论分析

7．3 运行策略实例分析

7．3．1 热泵机组概况

7．3．2 运行策略分析

7．4 本章小结

结论

附录

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢