基于（火用）分析的冷热源优化匹配方法及冷凝热回收技术研究

【摘要】：传统的冷热源评价方法和指标是建立在能平衡的基础上的。能平衡方法的前提是不同的能量之间只有量的区别，并无质的差别。事实并非如此，各种各样的能量之间有量的差别外，还有质的差别，即能量所具有的做功能力的不同。(火用)平衡方法就是以此观念为基础的。因此传统的冷热源分析评价方法是有缺陷的，它并不能完全和真实地反映建筑耗能和冷热源能量流动的实质。为了克服能平衡方法的以上缺点人们提出以(火用)平衡方法来分析能量系统的思想，因此本文对(火用)平衡方法应用于建筑冷热源评价和优化研究进行了初步的探索，并提出了利用普遍(火用)效率和目的(火用)效率来评价冷热源设备的热力学完善程度的冷热源评价方法。 (火用)方法将各种不同质和量的能量区别开来，反映了能量活动的本质。采用(火用)平衡方法可以真实地反映冷热源系统的能量的量和质的转化和损失情况，为冷热源设备的节能研究指明方向。由于将(火用)平衡方法应用于能量系统的研究已经比较深入和成熟了，因此本文专门将(火用)平衡方法和(火用)经济分析方法引入到冷热源系统的能耗分析和优化研究中，分析了各种建筑冷热源设备在实际使用过程中的(火用)流入和流出的情况，应用(火用)平衡理论和(火用)经济方法建立了各种传统冷热源设备及其在各种组合形式下的(火用)平衡方程和(火用)经济方程，并进行了典型冷热源设备的理论分析。在分析过程中应用了黑箱模型理论，只考虑建筑热力中心边界上的(火用)的流入和流出，而避免讨论热力中心内部各种设备之间具体得连接形式。还以上两个方程作为冷热源组合优化研究的基础，导出了以(火用)成本为目标函数的冷热源优化计算模型和具体算法。并根据此模型和算法对一家办公楼的冷热源方案进行了优化选择。 根据以上分析结论对长沙某宾馆的一台空调冷水机组进行了(火用)平衡分析。分析结果表明，实际运行的空调冷水机组的(火用)效率是很低的，其主要的(火用)损失在于机组本身内部的能量转换过程中，冷凝热的散发造成的(火用)损失也占很大的比重。根据分析结果我们对该冷水机组进行了节能改造，即在压缩机出口加装冷凝余热回收装置回收冷凝热生产卫生热水，以提高机组的(火用)效率，即提高机组可用能的转换效率。改造后的测试结果表明此次改造的节能效果显著，证明(火用)平衡方法是指导建筑冷热源节能研究的有效方法。