基于地热水资源供热供冷系统能源利用率评价方法的研究

摘要

随着我国国民经济的继续快速发展,能源的供需矛盾日益尖锐,利用可再生能源及提高能源利用率具有重要的意义.目前，采用地热及作为空调冷热源中能源转换效率最高的水源热泵技术,正受到人们的日益重视和关注.在地热水供热及供冷系统的应用过程中,在如何合理运行同时又节约能源、提高能源利用率方面.,尚未有一个很好的评价方法.本文针对这个问题,结合地热水供热供冷的工程项目,并利用建筑能耗模拟软件EnergyPlus对建筑物冬夏季负荷进行动态模拟分析,评价地热能利用率.首先在科研阶段做的两个地热水供热及供冷系统项目,介绍了两种工程模式,以及在系统设计时需根据实际情况进行综合的考虑的各种影响因素,包括地热井的参数,建筑物的使用功能,末端设备的选择等等.以此为依据进行详细的设计,制定合理的方案,目的是充分利用地热能,满足供热及供冷的要求；针对其中一个具体项目,建立实验系统,进行测试分析,总结出影响地热能源利用率的因素,包括地热水的回灌温度、进水量及进水温度；列举了地下水水质,回灌方式等对地热水供热及供冷系统的影响.同时还分析出回灌温度对系统总能效比和对地热利用率的影响呈相反趋势.最后利用建筑能耗模拟软件EnergyPlus对一栋商用建筑物进行了动态负荷模拟分析,并根据峰值负荷理论,得出基础负荷利用地热能来满足,峰值负荷采用辅助的冷热源,可以提高供热及供冷面积,从而提高地热能源利用率.本论文的结论对地热能的合理利用及在供热供冷系统设计、合理运行方面提供理论和实践的依据.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1课题背景

1.2国内外地热能研究现状

1.2.1国外地热能的利用现状

1.2.2国内地热能的利用现状

1.3国内外水源热泵系统研究现状

1.3.1国外水源热泵系统研究现状

1.3.2国内水源热泵系统研究现状

1.4研究课题的提出、主要内容和主要工作

1.4.1研究课题的提出

1.4.2课题的主要内容

1.4.3课题的主要工作

第二章地热水资源利用率的评价方法及理论基础

2.1建立评价方法的目的

2.2评价方法的介绍

2.3能耗分析的理论基础

2.3.1房间的扰量

2.3.2墙体传热数学模型

2.3.3玻璃窗传热数学模型

2.3.4房间的热平衡模型

第三章地热水资源的供热供冷系统工程模式

3.1地热水的利用形式

3.1.1直接利用和间接利用

3.1.2闭式系统和开式系统

3.1.3梯级利用形式

3.2地热水利用的工程模式

3.2.1地热水与冷却塔耦合

3.2.2地层储能反季节循环利用

3.3本章小结

第四章地热水资源利用率实际系统评价

4.1实验系统的介绍

4.1.1项目概括

4.1.2系统形式

4.2实验系统工作原理

4.2.1冬季制热工况

4.2.2夏季制冷工况

4.3实验系统测试情况介绍

4.3.1实验系统测试周期

4.3.2实验系统检测点

4.3.3测试仪器说明

4.4地热水利用率

4.4.1地热水利用率经济性分析

4.4.2影响地热水利用率的因素分析

4.4.3其它影响因素综述

4.5本章小结

第五章建筑物逐时负荷的动态模拟与分析

5.1计算建筑物逐时冷热负荷的重要性

5.2 EnergyPlus软件的介绍

5.3建筑物模型的建立

5.3.1建筑概括

5.3.2建筑围护结构

5.3.3建筑使用信息

5.3.4冷风渗透的确定

5.3.5模拟周期

5.3.6逐时气象资料的获得

5.4模拟结果

5.4.1建筑物几何构形

5.4.2模拟周期内建筑物冷、热负荷变化规律

5.4.3峰值负荷

5.5本章小结

第六章结论与展望

6.1课题研究的结论

6.2对以后工作的设想

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致谢