地下水源熱泵供熱系統(tǒng)的(火用)分析與(火用)成本分析

《地下水源熱泵供熱系統(tǒng)的(火用)分析與(火用)成本分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。

1、既有建筑綜合改造關鍵技術研究與示范項目交流會地下水源熱泵供熱系統(tǒng)的火用分析與火用成本分析項敬巖1，2趙軍1(1．天津大學，天津30072；2．沈陽工程學院，沈陽100136)【摘要】科學合理地設計和運行地下水源熱泵供熱系統(tǒng)，減少高品質電能的消耗，是這項技術在建筑中應用的重要環(huán)節(jié)，對系統(tǒng)進行評價也越來越受到重視。為此，需要對系統(tǒng)能量利用過程進行正確分析。以火甩參數(shù)衡量能量，對某地下水源熱泵供熱系統(tǒng)，從一次能源到室內(nèi)空氣，建立了炯分析及炯成本分析模型，對系統(tǒng)在整個供暖季的運行工況進行了動態(tài)的炯分析及炯成本分析，計算了各個環(huán)節(jié)炯損率及整個系統(tǒng)產(chǎn)品的單位炯成本。在一個

2、供暖季內(nèi)，炯損率大的環(huán)節(jié)依次為：發(fā)供電單元、熱泵、供熱末端，供熱末端的戈田損率約為熱泵峽田損率的1／2。系統(tǒng)產(chǎn)品的單位炯成本為8．51W／W，與75％負荷工況數(shù)值接近?！娟P鍵詞】地下水源熱泵；炯分析；炯成本1概述隨著能源價格的上漲和人們節(jié)能意識的提高，供熱系統(tǒng)的節(jié)能越來越受重視。在理論及技術方面，供熱系統(tǒng)節(jié)能研究日益活躍，國際能源署(mA)已經(jīng)完成的課題Allllex37t11及在研課題Annex49【2l、歐洲科技合作組織COST的在研課題C24t3]等都致力于降低建筑供能系統(tǒng)的能耗，理論上不僅應用熱力學第一定律，以能量平衡為依據(jù)，而且應用基于熱力學第二定律

3、的炯分析方法，對供熱系統(tǒng)進行分析，挖掘節(jié)能潛力，開發(fā)新技術。在應用方面，以沈陽為例，許多供熱公司都積極采取節(jié)能管理措施，規(guī)定能耗指標，監(jiān)測記錄實際能耗，及時處理個別能耗偏大問題。2006年沈陽市被建設部確定為全國地源熱泵技術推廣試點城市之一，計劃到2010年底，實現(xiàn)地源熱泵技術應用面積6500萬平方米，占全市當期供熱面積的32．5％。沈陽運行的地源熱泵以地下水源熱泵為主，這項節(jié)能環(huán)保新技術要達到好的運行效果離不開合理的設計和運行，而這又依賴于合理的能量系統(tǒng)分析方法。由于供熱新技術的不斷涌現(xiàn)，在設計階段供熱方案的選擇又需要對各種供熱系統(tǒng)進行合理的評價。從節(jié)能觀點

4、出發(fā)，對供熱系統(tǒng)的評價和分析傳統(tǒng)上多采用熱力學第一定律分析方法，近年采用熱力學第二定律方法的文獻增多，但多采用設計工況的穩(wěn)態(tài)分析方法，而對全年進行動態(tài)分析的僅有少量國外文獻，涉及的系統(tǒng)主要服務于單戶住宅【4】【51。供熱系統(tǒng)的熱負荷具有變化大，能質低的特點，因此采用動態(tài)的、基于熱力學第二定律的分析方法更合理。本文對地下水源熱泵供熱系統(tǒng)在整個供暖季的運行工況進行動態(tài)的炯分析和火用成本分析，以期指導系統(tǒng)的設計和運行，并為供熱系統(tǒng)合理評價提供依據(jù)。2系統(tǒng)簡介以沈陽地區(qū)應用的地下水源熱泵供熱系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)多采用了直接供水系統(tǒng)，地?；痦椖浚?。十一五”國家科技支撐

5、計劃重大項[j(2006BAJ03A06)作者簡介t·項敬巖(1968--)，女，遼寧人，副教授，博士生，主要從事能量系統(tǒng)分析及節(jié)能理論與技術研究，c—mail：c"ax""hotmail．com：趙軍(1964-)，男。河北人，教授，博士，副院長，博士生導師，主要從事太陽能、淺層地熱能等可再生能源的利用研究，e-mail：zhaojun@tju．edu．cn．·188·2009．11既有建筑綜合改造關鍵技術研究與示范項目交流會下水直接供給水源熱泵機組，圖1表示了系統(tǒng)的流程。圖1地下水源熱泵供熱系統(tǒng)的物理結構圖①發(fā)供電單元；②井水輸送單元；③熱泵單元；④熱水輸

6、送單元；⑤供熱末端單元．1燃料；2—5電；7-10井水；11-12熱泵供回水：13-14供熱末端供回水；15房間獲得的熱量3基于Tmsys的系統(tǒng)動態(tài)炯分析與炯成本分析模型的建立3．1供熱負荷模型選擇TRNSYS中標準氣象文件的EncrgyPlus氣象文件讀取模塊Type89e來獲取氣象參數(shù)[61171=以供暖設計熱負荷為900kW的居住建筑為供熱對象，為簡化計算，選擇了TRNSYS中度．小時模塊Type12來計算建筑物的采暖熱負荷。該模型中最重要的參數(shù)是建筑物的熱損失率UA，WI。C，該參數(shù)采用如下公式確定：泓：衛(wèi)ft。一f。)(1)其中Q’為供暖設計熱負荷，

7、w；乞為冬季室內(nèi)計算溫度，℃；乇為供暖室外計算溫度，℃。3．2熱泵模型選用吉林市雙全能源科技有限公司生產(chǎn)的YGL(R)一9502型螺桿式水源熱泵。采用TRNSYS中的水-水熱泵模塊Type668，根據(jù)熱泵在不同工況下的有關數(shù)據(jù)確定具體工況熱泵的供熱量、耗電量及COP等數(shù)據(jù)。熱泵的有關數(shù)據(jù)取自廠家提供的樣本【8】。部分負荷工況的計算采用了TRNSYS中的部分負荷性能模塊Type43a。模塊中需要提供熱泵的部分負荷性能數(shù)據(jù)，包括部分負荷系數(shù)PLF和部分負荷率的倒數(shù)，部分負荷系數(shù)定義為：cop。兒F===÷(2)coPt其中COPp為部分負荷時熱泵的COP，∞辟為滿

8、負荷時熱泵的COP。由于廠家提供的樣本