江水源热泵系统应用中江水温度的变化规律.pdf

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1、万方数据江水源热泵系统应用中江水温度的变化规律丁勇贾遵锋(重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆400045)摘要江水温度的分布对江水源热泵空调系统的容量选择、设备配置具有直接影响。研究针对重庆地区长江和嘉陵江两江的江水温度开展了全年逐月的测试。测试结果表明两江水温全年的温度分布分别在10．46～25．32℃和8．94～29．75℃；为了系统分析的方便，通过测试数据，研究对江水温度的分布规律开展了数学模型的回归分析与验证，所得到的四阶拟合方程的平均计算误差在10％范围内，具有较好的工程应用价值。通过实测与分析的

2、结果，基本掌握了重庆地区两江水的温度全年分布，为江水源热泵空调系统的应用提供了必要的基础数据。关键词江水源热泵江水温度实测变化规律在浅层地热资源热泵系统应用技术中，作为地表水资源的代表，江水源热泵系统近年来受到了工程界的关注[1]，国家也在可再生能源示范应用项目中予以推广，这一方面是由于江水的资源分布较为广阔，应用更为便捷；另一方面则是由于江水的热容量要较一般的水库、湖水的热容量大，而且由于江水具有流动性，因此不存在冷热堆积的情况，这就使得江水源热泵系统的应用节能效果更为明显E2-12]，系统运行对水体几乎不会造成取水

3、水体温度变化，因而使得机组的能效可维持在相对稳定的较高值。由于江水具有水体面积大、流量大的特点，因此江水较之空气源而言具有热容量大、温度波动小的特点，但与岩土源热泵系统相比，由于江水温度受气候的影响较大，江水温度又随空气温度的变化存在较为显著的变化。而在系统的设计中，江水温度直接影响系统主机的工作能效，从而对系统容量、设备配置的选择产生影响。因此，在江水源热泵系统的应用过程中，对于江水温度的掌握是确定系统设计的根本条件，研究针对重庆的嘉陵江和长江的水体温度分布情况，开展了数据测试和分析，为江水源热泵空调系统的设计提供了

4、基础数据。1江水温度的测试江水源热泵系统的江水取水温度是一个既受气国家自然科学基金项目(50838009，50678179)；“+一五”国家科技支撑重大项目课题(2006B舢2A09)；重庆市重大科技专项(C朗℃。2008船7110)。166给水排水V01．36No．92010候影响，又作用于机组运行能效的参数。由于江水具有流动特性，并且其温度受气候条件和水体热容量等多因素的影响，因此要从理论上得出水体温度的分布几乎是不可能的。但是，为了充分了解江水温度的分布规律，课题组对长江、嘉陵江等水体进行了全年的不同深度的水温数

5、据测试，测试以月为时间间隔，每月测试一次，同时记录测点的空气温湿度、水面空气温湿度、水面温度、水下0．5～9rfl不同深度的温度。其中长江选择了朝天门码头、寸滩码头的水温观测点取样测试；嘉陵江选择了磁器口码头、朝天门码头、相国寺码头、北碚朝阳码头的水温观测点取样测试。测试数据见图1、图2。由图2可见，江水温度除江面温度外，江面以下0．5～9m范围内，温度变化甚小，基本可以认为江水温度不随深度发生变化；从江水温度的逐月变化趋势可见，江水温度整体呈现冬季低、夏季高的变化趋势。在实际工程的应用，由于受时间、空间等因素的限制，

6、不可能随时拥有江水的温度变化规律，但这一"4-0m--I-0．5m．-1m．-3m353025芝20簧15105Ol23456789101112月份图1长江水温度分布曲线万方数据353025芝20髫15105Om图2嘉陵江水温度分布曲线变化数据却对系统的节能效果分析至关重要。因此，在系统应用中，有必要对江水水温的全年变化情况进行了解。根据前述江水温度的全年变化趋势，可设想其与空气温度的关联程度。但因江水温度较空气温度变化具有显著的延迟，江水温度与测试当日空气温度并无显著的关联度，而与全年温度分布具有显著关联度，据此，选

7、择藿庆市典型年的逐月温度分析江水温度与空气温度的关联度，图3表示由气象资料获取的重庆地区全年逐月温度平均值[13]和江水温度逐月温度实测值的变化趋势。3025量zo赠15lO5O罔3空气逐月平均温度与江水温度的变化趋势由图3可见，空气温度与江水温度的全年变化具有相同的变化趋势，并且关联度较强。但江水与空气之间存在复杂的质交换和热交换过程，因此要严格推导二者之间的变化关系几乎不可能。但为了揭示江水温度与空气温度之间的关系，根据所测试得到江水温度和气象资料的空气平均温度，进行了江水温度与逐月空气平均温度之间建立回归模型的尝

8、试。2江水温度变化规律探索为了将江水温度与空气温度这两者的变化关联起来，形成江水温度变化的变化规律，根据图3中数据，按照回归分析的方法，研究空气温度变化与江水温度变化之间的关系，从而寻找两变量之间的变化关联，寻求经验公式[143。2．1数据整理利用对重庆两江沿岸的6个观测点的水温测试数据，按流域分长江、嘉陵江两部分分别进行了各月份