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高温热泵热扩容技术及其在集中供热系统中的应用

王莹  
【摘要】:热扩容技术区域供热系统是指将高温热泵技术与集中供热系统传统模式有效的结合在一起,实现城镇供热系统的热扩容技术。城镇集中供热系统的热扩容技术主要是根据热网的工况和热用户的需要,利用高温水源热泵,采用合理的连接方式,对传统热力站系统进行改进,从而提高传统供热系统的供热能力。 本文通过实验研究,确定出应用北洋3#制冷剂的热泵相比其他制冷剂具有较高蒸发温度的热工性能,并应用多元回归分析方法,建立高温热泵实验数据COP的数学模型,得出冷凝器、蒸发器进出口水温,机组制热量和高温热泵COP值的函数表达式,为高温热泵的研发,特别是工质的筛选研究工作提供了更为精确和可靠的参考依据。 热扩容技术提高了集中供热管网的热容量,对于城市集中供热规模的扩张起了重要的作用。同时,在相同热负荷条件下,利用热扩容技术的城镇集中供热系统一级供热管网管径小,管网初投资费用低,供热管网热损失小,水泵耗电量小。利用高温热泵的热扩容区域供热系统,对热负荷的变化,具有较高的适应性、自由性和可操作性。尤其适合于城镇发展速度快,集中供热负荷发展速率不明确的地区。另外,和单独使用高温热泵集中供热系统相比,热扩容技术的应用,省略了与地源水源换热的地埋管系统。集中供热系统中水质条件佳,二级供热管网回水无需进行特殊的水处理技术即可进入高温热泵机组制热。 本文对热扩容区域供热系统进行能耗分析及经济分析。在相同热负荷条件下,利用热扩容技术的城镇集中供热系统一级供热管网管径小,管网初投资费用低,供热管网热损失少,水泵耗电量小。由于热扩容区域供热系统的热力站增加了高温热泵等相关设备,使得热力站初投资高于传统热力站。因此,进行经济分析时,热扩容区域供热系统是否节省初投资费用,还与各个供热区域管网分布情况,热力站规模大小,用户末端系统形式等因素有关。具体工程应用还需进行深入的可行性研究才可得出相关结论。 另一方面本文对热扩容区域供热系统进行热力特性研究。利用分析基本原理对热扩容区域供热系统进行热力特性研究,得出采暖季不同室外温度下效率及燃料消耗量。为今后进一步对热扩容区域供热系统的热力特性分析打下坚实的基础。


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