冬冷夏热地区供暖供冷方案研究

摘要

近年来，南方冬冷夏热地区冬季供暖问题成为人们日益关注的焦点问题，供暖方式的选择是关键。目前，北方集中供暖能耗较高，供暖季雾霾严重，极大影响了人们的工作和生活。本文针对南方冬冷夏热地区设计方案实现设备冬夏两用，提高装置全年利用率，降低整体供暖供冷能耗，为实现南方地区清洁高效供暖供冷提供了一条新途径。 本文首先基于南方冬冷夏热地区气候现状和现有供暖技术的调研分析，选取南京市浦口区天润城小区作为用户终端，以温差充分利用为根本原则，整体设计出一套冬夏两用内燃机驱动供暖供冷热泵系统，并通过MATLAB软件对冬季和夏季工况下各设备主要性能参数进行了计算，计算得出了冬夏两种工况下系统整体能耗，完成了系统核心设备的选型和投资回收期概算。同时基于北方电厂集中供暖技术，根据南方浦口区扬子石化热电厂余热和驱动热资源，整体设计出一套集中供暖供冷系统，综合单效回热吸收式热泵机组和热功复合驱动热泵循环机组，使一级网120℃的供水温度降低到5℃，实现供热管网大温差供热，扩大了供热管网的供热能力；同时，还研究了核心设备热泵机组的放气范围、第一压缩比和第二压缩比对热泵机组COP的影响规律。结果表明：本研究工况下，相比于现有主流南方供暖供冷技术，冬季供暖能耗降低47%，夏季供冷能耗降低28.4%，系统设备投资回收期7.99年，集中供暖集中供冷舒适性大大提高，同时夏季集中供冷可提高电网系统安全。研究表明冬夏两用内燃机驱动供暖供冷热泵系统具有很好的经济效益、环保效益，能够为南方冬冷夏热地区清洁高效供暖供冷提供技术支持和技术保障。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 南方供暖现有技术发展概述

1.2.2 供热供冷热泵技术的国内外发展概述

1.3 本课题的目标和内容

1.3.1 本课题的主要目标

1.3.2 本课题的主要内容

第二章 热泵技术和常规供暖供冷系统

2.1 热泵技术基本原理

2.1.1 吸收式热泵技术

2.1.2 压缩式热泵技术

2.1.3 热功复合驱动热泵循环

2.2 常规供暖供冷系统

2.2.1 常规热电联产系统

2.2.2 常规内燃机三联供系统

2.2.3 燃气轮机三联供系统

第三章 独立小区供暖供冷的设计与计算

3.1 冬季供暖整体方案设计

3.1.1 设计方案基础计算条件

3.1.2 供暖方案整体设计

3.2 冬季供暖整体方案计算及配置

3.2.1 热功复合驱动热泵机组内部参数计算

3.2.2 热功复合驱动热泵机组外部热源计算

3.2.3 供暖整体方案系统配置

3.3 夏季供冷整体方案设计

3.3.1 设计方案边界条件

3.3.2 供冷方案整体设计

3.4 夏季供冷整体方案计算及配置

3.4.1 冬夏两用热泵机组夏季供冷负荷计算

3.4.2 夏季专用热泵机组主要参数计算

3.4.3 夏季供冷整体方案系统配置

第四章 区域供暖供冷方案的设计与计算

4.1 供暖供冷整体方案设计

4.1.1 冬季供暖整体方案设计

4.1.2 夏季供冷整体方案设计

4.2 冬季供暖整体方案计算及配置

4.2.1 新型单效回热吸收式热泵计算

4.2.2 冬季新型热功复合驱动热泵循环计算

4.2.3 冬季整体方案系统配置

第五章 整体方案的性能及效益分析

5.1 热功复合驱动热泵性能分析

5.1.1 发生器放气范围对机组COP的影响

5.1.2第一压缩比对机组COP的影响

5.1.3 第二压缩比对机组COP的影响

5.2 整体方案能效分析

5.2.1 供暖方案能效分析

5.2.2 供冷方案能效分析

5.3 整体方案经济效益分析

5.4 整体方案环保效益分析

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢