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《湖南大学》 2010年
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水源辅助散热的复合地源热泵系统性能模拟与经济性分析

李季勋  
【摘要】: 为解决我国南方地区传统的地源热泵机组的运行效率随着系统运行年周期的增加效率逐渐下降的问题,学者们又提出了将多余的热量通过辅助散热系统排走的复合地源热泵系统技术,并验证了这种技术在工程中应用的可行性。而本文为了利用现代城市的河流等水资源,对使用水源辅助散热的复合地源热泵系统进行了研究。本文建立了一栋位于长沙市的建筑模型,并对其年度逐时冷热负荷进行计算。以地埋管换热器、辅助散热系统和热泵机组模型依据不同控制方法编程组合成水源辅助散热的复合地源热泵系统和传统地源热泵系统模型。以这两种空调系统作为建筑模型的中央空调系统并对其进行性能模拟以对其年度能耗和费用进行分析比较。本文的主要成果及结论如下: (1)复合地源热泵系统能节省系统的初投资。本文所选的复合热泵系统初投资为479200元,比传统的热泵系统节省费用81000元,占总初投资的14.46%。 (2)在系统的年度运行能耗中,复合热泵系统也占据优势。在本文复合热泵系统运行的第1个年周期中,最优控制方法下的复合热泵系统年度能耗是37338kW-h,比传统的地源热泵系统节省3344kW·h,占年度能耗的8.22%。 (3)在本文复合热泵系统的5种控制方法中,以流入机组的入口水温作为控制参数的控制方法(Case 3)为最佳,比其他控制方法节能约200 kW·h~350 kW·h。这与以冷却塔作为辅助散热设备的复合热泵系统有所区别。 (4)随着系统运行年周期的增加,复合热泵系统的节能优势越来越明显。在本文系统运行的第1个和第5个年周期,最优控制方法下的复合热泵系统比传统热泵系统分别节省能耗费用2675元和4648元,占系统年度运行费用的8.22%和12.98%。在前5年这种系统共节省费用18004元,占5年运行总费用的10.55%。 本文的研究表明,这种以水源辅助散热的复合地源热泵系统能解决我国南方常出现的土壤热不平衡问题,值得在有充足水源的城市应用。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU831.6

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