地下水源热泵供热系统的(火用)分析与(火用)成本分析

《地下水源热泵供热系统的(火用)分析与(火用)成本分析》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、既有建筑综合改造关键技术研究与示范项目交流会地下水源热泵供热系统的火用分析与火用成本分析项敬岩1，2赵军1(1．天津大学，天津30072；2．沈阳工程学院，沈阳100136)【摘要】科学合理地设计和运行地下水源热泵供热系统，减少高品质电能的消耗，是这项技术在建筑中应用的重要环节，对系统进行评价也越来越受到重视。为此，需要对系统能量利用过程进行正确分析。以火甩参数衡量能量，对某地下水源热泵供热系统，从一次能源到室内空气，建立了炯分析及炯成本分析模型，对系统在整个供暖季的运行工况进行了动态的炯分析及炯成本分析，计算了各个环节炯损率及整个系统产品的单位炯成本。在一个

2、供暖季内，炯损率大的环节依次为：发供电单元、热泵、供热末端，供热末端的戈田损率约为热泵峡田损率的1／2。系统产品的单位炯成本为8．51W／W，与75％负荷工况数值接近。【关键词】地下水源热泵；炯分析；炯成本1概述随着能源价格的上涨和人们节能意识的提高，供热系统的节能越来越受重视。在理论及技术方面，供热系统节能研究日益活跃，国际能源署(mA)已经完成的课题Allllex37t11及在研课题Annex49【2l、欧洲科技合作组织COST的在研课题C24t3]等都致力于降低建筑供能系统的能耗，理论上不仅应用热力学第一定律，以能量平衡为依据，而且应用基于热力学第二定律

3、的炯分析方法，对供热系统进行分析，挖掘节能潜力，开发新技术。在应用方面，以沈阳为例，许多供热公司都积极采取节能管理措施，规定能耗指标，监测记录实际能耗，及时处理个别能耗偏大问题。2006年沈阳市被建设部确定为全国地源热泵技术推广试点城市之一，计划到2010年底，实现地源热泵技术应用面积6500万平方米，占全市当期供热面积的32．5％。沈阳运行的地源热泵以地下水源热泵为主，这项节能环保新技术要达到好的运行效果离不开合理的设计和运行，而这又依赖于合理的能量系统分析方法。由于供热新技术的不断涌现，在设计阶段供热方案的选择又需要对各种供热系统进行合理的评价。从节能观点

4、出发，对供热系统的评价和分析传统上多采用热力学第一定律分析方法，近年采用热力学第二定律方法的文献增多，但多采用设计工况的稳态分析方法，而对全年进行动态分析的仅有少量国外文献，涉及的系统主要服务于单户住宅【4】【51。供热系统的热负荷具有变化大，能质低的特点，因此采用动态的、基于热力学第二定律的分析方法更合理。本文对地下水源热泵供热系统在整个供暖季的运行工况进行动态的炯分析和火用成本分析，以期指导系统的设计和运行，并为供热系统合理评价提供依据。2系统简介以沈阳地区应用的地下水源热泵供热系统为研究对象，系统多采用了直接供水系统，地。基金项目：。十一五”国家科技支撑

5、计划重大项[j(2006BAJ03A06)作者简介t·项敬岩(1968--)，女，辽宁人，副教授，博士生，主要从事能量系统分析及节能理论与技术研究，c—mail：c"ax""hotmail．com：赵军(1964-)，男。河北人，教授，博士，副院长，博士生导师，主要从事太阳能、浅层地热能等可再生能源的利用研究，e-mail：zhaojun@tju．edu．cn．·188·2009．11既有建筑综合改造关键技术研究与示范项目交流会下水直接供给水源热泵机组，图1表示了系统的流程。图1地下水源热泵供热系统的物理结构图①发供电单元；②井水输送单元；③热泵单元；④热水输

6、送单元；⑤供热末端单元．1燃料；2—5电；7-10井水；11-12热泵供回水：13-14供热末端供回水；15房间获得的热量3基于Tmsys的系统动态炯分析与炯成本分析模型的建立3．1供热负荷模型选择TRNSYS中标准气象文件的EncrgyPlus气象文件读取模块Type89e来获取气象参数[61171=以供暖设计热负荷为900kW的居住建筑为供热对象，为简化计算，选择了TRNSYS中度．小时模块Type12来计算建筑物的采暖热负荷。该模型中最重要的参数是建筑物的热损失率UA，WI。C，该参数采用如下公式确定：泓：卫ft。一f。)(1)其中Q’为供暖设计热负荷，

7、w；乞为冬季室内计算温度，℃；乇为供暖室外计算温度，℃。3．2热泵模型选用吉林市双全能源科技有限公司生产的YGL(R)一9502型螺杆式水源热泵。采用TRNSYS中的水-水热泵模块Type668，根据热泵在不同工况下的有关数据确定具体工况热泵的供热量、耗电量及COP等数据。热泵的有关数据取自厂家提供的样本【8】。部分负荷工况的计算采用了TRNSYS中的部分负荷性能模块Type43a。模块中需要提供热泵的部分负荷性能数据，包括部分负荷系数PLF和部分负荷率的倒数，部分负荷系数定义为：cop。儿F===÷(2)coPt其中COPp为部分负荷时热泵的COP，∞辟为满

8、负荷时热泵的COP。由于厂家提供的样本