区域复合供能系统中江水源热泵系统的节能优化研究

《区域复合供能系统中江水源热泵系统的节能优化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、区域复合供能系统中江水源热泵系统的节能优化研究重庆大学硕士学位论文(学术学位)学生姓名：程丽莉指导教师：卢军教授专业：供热、供燃气、通风及空调工程学科门类：工学重庆大学城市建设与环境工程学院二O一五年五月TheResearchaboutOptimizationofRiverWaterSourceHeatPumpSysteminDistrictPowerSupplySystemAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfort

2、heMaster’sDegreeofEngineeringByChengLiliSupervisedbyProf.LuJunSpecialty:Heating,Gassing,VentilationandAir-conditioningEngineeringCollegeofUrbanConstructionandEnvironmentalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015中文摘要摘要当前，我国工业化和城市化进程加快，能源和环境之间的矛盾日益突出，经

3、济区作为工业化和城市化的产物，其能源结构的合理和能源利用率的高低，直接影响到我国能源发展方向，在经济区制定经济合理、安全可靠的用能方式，是解决上述问题的关键。鉴于重庆商业化建筑密集、夏季冷量需求高的特点及其特殊的地理位置条件，针对本文涉及的南岸弹子石经济区，确定采用天然气冷热电三联供和江水源热泵复合系统，在地下建设区域能源站，通过区域管网和能源换热站为周边80万m2建筑群集中供冷供热。本文着重对作为辅助冷热源的江水源热泵系统的优化运行进行了研究。首先，在对国内能源现状分析的基础上，结合重庆能源现状和地理条件，确定采用冷热电三联

4、供和可再生能源相结合的技术路线，并对该路线进行了相关阐述。其次，冷热源的设计选型与用户端空调负荷密不可分，且考虑到江水源热泵系统是作为辅助冷热源运行，机组大部分时间都处于部分负荷运行状态，其运行性能与空调负荷变化密切相关，故利用DeST软件对建筑群的空调负荷进行了全年逐时模拟，计算得到该经济区年总需冷量50035.8MWh，年耗热量17812.7MWh，夏季冷负荷峰值64264kW，冬季热负荷峰值33220kW。然后，建立了江水源热泵系统变工况性能模型，建模的主要设备包括江水源热泵机组以及变流量运行输配系统，并利用C#语言编写

5、了区域系统性能分析软件，结合案例项目空调负荷模拟结果，可以实现江水源热泵机组全年逐时能耗模拟、机组逐时能效模拟、输配系统逐时能耗模拟、热泵系统逐时能耗模拟和系统逐时能效模拟，并可对模拟结果进行输出运算。此外，以南岸弹子石一期工程的江水源热泵系统为依托，于2014年冬季对江水源热泵系统进行了实验性测试，经分析得，由能效模型计算得出的机组COP值误差范围为-5.84%至13.65%之间，其中56.4%工况误差介于±5%；对输配系统能耗模型进行了验证，经验证，拟合模型可以很好的描述水泵能耗随水泵水量的变化规律，具有较高精度，误差均介

6、于-10.0%~10.0%之间，能够可靠地预测水泵在变频调速下的能耗情况。接着，利用已建的数学模型和模拟计算软件，对热泵系统的取水侧系统运行进行了优化研究，对江水取水水温和机组侧换热温差的不同组合形式展开详细分析论述，以节能效益为突出考核指标，对比得出冬季最佳换热温差为差为4.5℃，此温差下热泵系统总能耗达到最低，系统制热能效最高；夏季当冷源水取水水温在25℃左右时，冷源水换热温差由4℃提升至6.5℃，取水系统节能率高达I重庆大学硕士学位论文431484.81kWh/℃，节能效益显著，而当冷源水换热温差进一步由6.5℃提升至8

7、℃时，取水节能率为126370.69kWh/℃，节能率仅为之前的29.29%，确定机组最佳换热温差为6.5℃。最后，对空调侧输配系统的冷（热）量损失和温升（降）进行了数学建模和分析，通过计算不同空调供水温度和换热温差下，空调侧输配系统供冷季的冷损失和温升、供暖季的热损失和温降，分析空调水供水和换热温差对系统能耗的影响程度。研究表明，供暖季以7℃为临界点，当换热温差低于7℃时，系统处于得热状态，高于7℃之后，管网散热量大于水泵的散热量，系统产生热损失；供冷季，空调水供水温度越高、换热温差越大，系统总冷损失越低；对于最不利环路管网

8、温度变化，在不考虑水泵散热对空调水影响的前提下，供暖季管网最大温降为0.264℃，供冷季管网最大温升为0.127℃；总体上空调供水温度变化对系统换热影响相较换热温差并不明显，故在此基础上，进一步分析供冷季不同换热温差下系统总冷量损失情况，分析得出当换热温差从4.0℃增大到9.