废水余热利用技术建筑区域适应研究

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1、废水余热利用技术建筑区域适应研究Theadaptationresearchoncommunityofanexhaustheatrecoverysystemusingwastewaterasaheatsource一级学科：动力工程及工程热物理学科专业：热能工程学生姓名：陈妍指导教师：张于峰教授天津大学环境科学与工程学院二零一四年十二月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获

2、得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期

3、：年月日万方数据摘要我国越来越重视节约能源和保护环境，新能源利用和节能技术事业蓬勃发展，大量新技术新设备从试验阶段走向应用阶段。建筑环境能量需求品质较低，是低质能源利用的优质平台。低质能源利用技术研发受到广泛关注，但是技术应用环节薄弱，总体建筑区域低质能源利用比例不高。本文通过废水余热利用技术在特定建筑区域的适应研究，探索低质能源如何在建筑区域更好地应用。引用“适应”的概念评价能源利用技术方案是否适合特定建筑区域，以及能源利用技术适应项目特点的应用设计研究。余热利用技术对象适应研究包括，余热利用技术方案在特定环境

4、下的科学决策问题和适应对象动态特征的优化设计问题两方面内容。本文分析了建筑区域合理用能的理论依据，建立了低质能源参与下的建筑区域能源规划方法，评价了废水余热利用技术在特定建筑区域的适应性，为余热利用技术方案的科学决策提供保障。建筑区域能源规划方法依据建筑区域空间分布特征，建筑功能和能耗时间分布特征，并基于能耗总量估计值和能质需求特征，匹配可供选择的资源条件，初步规划能源供给形式，建立低质能源参与下的能量加工模型，得出区域能源合理性利用的量化指标，解决建筑区域合理用能的问题。本文从三方面进行废水余热利用技术对象的适

5、应研究。第一，适应变工况特点的设备动态特性研究。针对余热利用项目设计高温热泵机组，采用课题组专利产品BY-3制冷剂，进行机组性能试验，试验结果表明设计工况下该高温热泵机组具有良好的制热性能，多工况下该高温热泵机组制热性能发生了较大变化。为了能够预测不同工况下热泵机组的性能，比较了热泵理论循环和实际循环性能系数COP的关系，提出了关于COP的多元线性/非线性数学模型，应用多元回归分析方法拟合模型参数，建立高温热泵COP数学模型。为高温热泵应对变工况情形的精确设计做准备。第二，适应运行条件的运行方式优化设计。以酒店温

6、泉洗浴废水作为低质热源，针对废水资源特征，设计利用高温热泵回收余热供生活热水的工艺，建立了高温热泵热回收系统能耗模型，模拟了不同装机容量下的动态运行能耗，对工艺过程和设备容量进行优化，实现了研究成果的转化和应用。第三，适应废水资源特征的取水换热方式设计。为解决废水换热器结垢问题，确保废水余热利用工艺的稳定运行，提出了新型污水换热器的设计方案，并对新型污水换热器除污性能进行了理论分析。关键词：余热利用；建筑区域能源规划；高温热泵；污水换热器万方数据ABSTRACTWithsavingenergyandprotect

7、ingtheenvironmentincreasinglyvitalconcernsinChina,theutilizationofnewenergyandenergysavingtechnologyarebooming.Manynewtechnologiesandequipmentsareexperiencingatransitionfromexperimenttoapplication.Withalowerqualityenergyrequirement,thecommunityisagoodplatform

8、oflowqualityenergy.Lowqualityenergygotmuchattention,butitsapplicationwassoweak,thatitsutilizationratiowaslowinthecommunity.Thispapermadeanadaptationresearchoncommunityofthewastewaterheatr