太阳能高温热泵在油田加热中的应用

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1、学号：12104617常州大学硕士学位论文太阳能高温热泵在油田加热中的应用研究生刘乾蒋绿林指导教师学科、专业名称石油与天然气工程研究方向新能源的开发与利用2015年4月ApplicationofsolarenergyheatpumptechnologyinoilfieldADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByLuQianOilandgasengineeringDissertationSupervisor:Prof.JiangLv-linApril，2015常

2、州大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属常州大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论

3、文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日中文摘要能源作为国民经济和社会发展的必要物质基础，在人类文明进程中起了至关重要的作用。而常规能源的过度消耗造成了各种环境问题，已经制约了各国经济的发展。因此，节约能源、提高能源利用率、开发和利用清洁及可

4、再生能源，成为我国经济可持续发展的重要任务。在我国，矿场原油加热，是用渣油和原油伴生气为能源对原油进行加热，既减少了原油的商品化率，又造成了污染，浪费了高品位的能源。而太阳能是永不枯竭的清洁能源，我国太阳能资源分布范围广、资源丰富，太阳能作为化石能源的替代能源，其开发和利用可以有效的缓解我国能源紧缺压力。太阳能热泵技术是结合了太阳能技术和热泵技术，利用可再生的太阳能为清洁能源，结合热泵技术加热原油。符合节能降耗，保护环境的发展趋势。本文对太阳能热泵系统进行了理论分析，建立了太阳能热泵系统的数学模型，分析了各部

5、件的主要性能，对其主要计算公式进行了推导，对太阳能热泵热水系统建立的方程进行了求解，对太阳能集热蒸发器的设计选型和压缩机、冷凝器和膨胀阀的选型提供了理论依据。对太阳能热泵热水器实验装置进行了设计选型，依据设计选型参数优化选取了压缩机、太阳能集热/蒸发器、冷凝器和膨胀阀等部件。对匹配后的太阳能热泵热水系统进行了理论分析，分析了环境温度、蒸发温度、冷凝温度和太阳辐照强度对系统COP的影响。建立了太阳能热泵热水器实验装置，介绍了实验的测试仪器、方法，对常州地区冬春两季晴天、多云天气进行了实验数据测量，采集并整理了在

6、不同工况运行模式下的实验数据。本文以松原油田为例，结合松原当地的实际情况，提出了合理的加热方案，并对加热系统建立数学模型，分析各部件间的主要性能，利用计算公式进行求解。在数学模型的求解基础上建立实验模型。并在常州环境条件下对太阳能热泵加热系统进行了实验分析，分析了环境温度、蒸发温度、冷凝温度和太阳辐照强度对系统COP的影响。以实验为基础，结合松原当地条件。建立太阳能热泵原油加热系统，并对太阳能热泵加热系统进行了经济性评价和碳排放量评价分析，通过和常规的几种加热方案相比较，得出太阳能热泵原油加热系统比常规加热系

7、统有较好的经济性和环保性。I关键词:太阳能热泵；集热/蒸发器；理论分析；实验研究；评价分析IIABSTRACTNowadays,energyisanessentialmaterialfoundationtonationaleconomyandsocialdevelopment,excessiveconsumptionoffossilenergyhasrestrictedtheeconomydevelopmentineverycountry.Therefore,energyconservation,develo

8、pmentandutilizationofcleanandrenewableenergyhavebeenaveryurgenttask.InChina,residualoilandcrudeoilwithassociatedgasistreatedasfueltoheatoilinoilfield.Butitreducethecommercializationrateofcrudeoil,cause