电动热泵与蓄热联用的热力站系统模拟与实验研究

摘要

集中供热技术是我国供热技术主要发展方向。随着城市化快速发展，有限的城镇集中供暖管网输送能力与不断增长的供热需求之间的矛盾愈发突出，目前降低一网水回水温度是提升热网输送能力的有效途径。在热力站中增加电动热泵机组可将一网回水温度降低到比二网回水温度更低的水平，进而大幅提升管网输送能力，同时降低热力站换热过程的不可逆损失。本文研究了一种同时使用蓄热罐与电动热泵的热力站系统，该系统在电网峰谷期切换蓄热放热模式实现电动热泵的间歇运行，从而相比仅增加电动热泵的方式运行费用更低。
　　本文利用EES(Engineering Equation Solver)软件建立了该热力站系统的稳态数学模型，并进行变工况分析。首先分析不同入口参数对该热力站系统性能的影响，并对电动热泵系统采用单级热泵或者两级热泵的流程进行模拟分析。其次，为提高蒸发器冷凝器计算精度，采用分布参数法对板式换热器中的冷凝、蒸发过程进行仿真模拟。最后，搭建该热力站系统实验台，针对热用户末端采用不同形式换热器工况开展实验研究，并与模拟计算结果进行对比。该研究将对采用电动热泵的热力站系统提供一定的设计价值。

目录

声明

摘要

1．1．1 城市集中供热的现状

1．1．2 中高温电动热泵的研究现状

1．2 本文研究的主要内容

第2章 电动热泵与蓄热联用的热力站系统的建模

2．1 电动热泵与蓄热联用的热力站系统原理

2．2 板式换热器的建模

2．2．1 板式换热器的结构

2．2．2 数学模型的计算条件

2．2．3 冷凝蒸发过程分析

2．2．4 板式换热器的换热系数

2．2．5 建模过程

2．3 其它部件的建模

2．3．1 压缩机的建模

2．3．2 水水换热器的建模

2．4 本章小结

第3章 系统设计工况与变工况模拟

3．1 热力站系统设计工况

3．2 系统变工况运行

3．3 冷凝过程模拟

3．4 单泵系统的板换端差优化

3．4．1 端差对系统参数的影响

3．4．2 端差对系统经济性的影响

3．4．3 最佳经济性端差

3．5 本章小结

第4章 热力站系统实验研究

4．1 实验台的搭建

4．1．1 实验目的

4．1．2 实验装置

4．1．3 数据测量及采集

4．2 实验研究

4．2．1 实验步骤

4．2．2 实验条件的说明

4．2．3 实验过程与结果分析

4．3 本章小结

5．1 研究结论

5．2 展望与设想

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢