土壤源热泵系统的火用成本分析方法研究

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1、湖南大学硕士学位论文土壤源热泵系统的（火用）成本分析方法研究姓名：冯启辉申请学位级别：硕士专业：供热、供燃气、通风及空调工程指导教师：龚光彩20120306硕士学位论文摘要土壤源热泵系统作为一种高效利用能源的建筑冷热源系统，近年来得到了快速的发展，特别是当前的能源和环境污染问题不断加剧的背景下，土壤源热泵系统更加成为了建筑节能工作关注的焦点，并被公认为是最具前途的热泵技术之一。但土壤源热泵系统为了能够利用浅层土壤就必须增加地下埋管换热系统，而这方面的成本投入往往比较高，这在一定程度上制约了土壤热

2、泵系统的全面推广应用。为了从能量的本质上分析土壤源热泵系统的用能经济性，本文采用火用成本分析方法对其进行了分析计算，并与目前最常用的风冷热泵系统进行了对比分析计算。本文根据热力学火用的概念并结合了经济学相关知识，建立了土壤源热泵系统与风冷热泵系统的火用成本分析模型，为了能够与常规的能成本分析模型进行对比，本文同时给出了相应的能成本分析模型。同时在文中详细介绍了土壤源热泵的设计计算以及两种热泵系统能耗计算方法。为了分析地埋管换热系统的初投资及系统生命周期对整个系统经济性造成的影响，本文采用了敏感性

3、分析方法，并建立了相应的敏感性分析计算模型。本文以长沙市某土壤源热泵项目为实例，按土壤源热泵系统和风冷热泵系统两种方案进行了火用成本和能成本分析计算，并对其按地埋管换热系统初投资和系统生命周期进行了敏感性分析计算。计算结果表明，在本实例中风冷热泵系统的单位冷量火用成本、单位热量火用成本、单位冷量成本和单位热量成本分别比土壤热泵系统高15．1％、7．3％、16．7％和7．5％，土壤源热泵系统的经济性要明显优于风冷热泵系统；土壤源热泵系统和风冷热泵系统的单位冷量炯成本分别是其自身单位热量炯成本的1．

4、49倍和1．60倍，因此对热泵系统的供冷性能进行节能改造更具有价值；而土壤源热泵系统和风冷热泵系统的单位冷量成本分别是其自身单位热量成本的0．79倍和0．86倍，因此通过炯成本分析更能够反映冷量的价值，而通过能成本分析得到的结果却容易让人们在对系统效能改造时产生误判；通过敏感性分析的计算结果，当土壤源热泵系统的初投资达到风冷热泵系统的1．84倍后，在应用于本实例时就不再具有火用成本上的优势；通过按生命周期的敏感性分析得到的结果，可以发现生命周期越大对能成本和火用成本的影响就越小，随着生命周期的变

5、化单位冷量和单位热量成本之间的比例关系并不改变，单位冷量火用成本和单位热量火用成本也是如此。关键词：土壤源热泵；风冷热泵；火用成本；敏感性分析土壤源热泵系统的煳成本分析方法研究AbstractThegroundsourceheatpump(GSHP)isasortofbuildingheatingandcoolingsystemsthatusingenergyefficiently．Ithasaveryfastdevelopmentrecentlyanddrawsalotofattention，

6、especiallytheenergyandenvironmentalproblemsisbecomingmoreandmoreserious．AndtheGSHPiSseenasoneoftheheatpumpsystemthathasmostdevelopfuture．But，inordertousetheshallowsoilastheheatsource，theremustbeaout—doorgroundheatexchangerthatleadstoahigherinitialcos

7、t．Therefore，theuseofgroundsourceheatpumpisrestrictedheavily，anditseconomyisalsoquestioned．InordertoanalyzetheeconomyoftheGSHPonessenceofenergy，theexergyanalysismethodisusedinthispaper．Andtheairsourceheatpumpsystemiselectedascomparativeobject．Inthepap

8、er，theexergyanalysismodeloftheGSHPsystemandairsourceheatpumpsystemisestablishedbasedonexergyconceptofthermodynamicsandeconomicsknowledge．Theenergyanalysismodelalsoisgiveninthepaperinordertocomparewhittheexergyanalysismodel．Thedesigncalculationmethodo