基于实测的地埋管地源热泵空调技术的节能与应用分析

【摘要】： 地源热泵技术在国内处于飞速发展的阶段,相应的研究也越来越多。湖北省出入境检验检疫局实验楼空调工程是国家建筑节能示范工程,采用加入热回收部分的冷却塔——垂直地埋管混合式地源热泵系统作为空调方案。本文以该工程为例,介绍了地埋管换热器、热回收部分和冷却塔部分的设计方法,对工程实测数据进行了整理和分析,并利用DeST软件模拟计算各种空调方案的能耗情况,采用不同空调方案相比较的方法说明地源热泵系统的节能特性。 对该工程实测所得数据进行整理和分析,可知地源热泵系统采暖季平均能效比为2.66,2010年3月1日至2010年3月15日系统运行稳定期间,系统能效比的平均值为2.83。采用DeST软件进行模拟计算,算得水冷螺杆机组+燃气锅炉空调方案在供热季的系统能效比为1.43,3月1日13:00至3月15日17:00系统能效比为1.36;直燃式溴化锂机组+冷却塔方案在供热季的系统能效比为0.92,3月1日13:00至3月15日17:00系统能效比为0.87。从能效比的比较可见,地源热泵系统节能特性显著。在运行费用计算中,根据样本数据可估算各空调方案的全年能耗,地埋管地源热泵系统的全年能耗是水冷机组+冷却塔+燃气锅炉方案的59.4%,是直燃式溴化锂机组+冷却塔方案的47.5%是风冷热泵方案的41%,由此也可看出地源热泵系统的节能性。 利用DeST软件计算该建筑的冷热负荷,算得全年总冷负荷约为总热负荷的3倍,说明了武汉地区的建筑负荷特点,和造成土壤热平衡问题的主要原因。而从监测系统采集到的土壤温度数据可知,经过空调系统在采暖季向土壤吸取热量后,埋管区土壤温度呈下降趋势,地下四十米以下土壤温度平均下降了1.37℃,体现了地源热泵系统在应用中土壤温度的变化规律。 比较地源热泵空调方案、水冷机组+冷却塔+燃气锅炉方案、直燃式溴化锂机组+冷却塔方案和风冷热泵方案的初投资和运行费用,可知地源热泵系统的初投资较高,但运行费用较低,以水冷机组+冷却塔+燃气锅炉方案为标准,其投资回收年限为4.3年。而在使用效果、环境影响、安全性以及操作和维护等方面地源热泵系统都有一定的优越性。 【关键词】：冷却塔——地埋管地源热泵 地埋管换热器 冷却塔控制策略 热回收技术 节能
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TU831.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-11
• 1.1 课题背景8
• 1.2 地源热泵的发展8-10
• 1.2.1 地源热泵的起源8-9
• 1.2.2 混合式地埋管地源热泵的研究和发展9-10
• 1.3 本文的主要工作10-11
• 第二章 地源热泵空调工程实例概况11-25
• 2.1 工程概况11-12
• 2.2 空调方案12-13
• 2.3 地埋管换热器设计13-14
• 2.4 工程重点技术分析14-24
• 2.4.1 热回收技术－卫生热水系统14-16
• 2.4.2 冷却塔运行策略16-20
• 2.4.3 施工技术20-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 地源热泵实例工程的运行实测与分析25-41
• 3.1 数据的监测与采集25-31
• 3.1.1 监测内容25
• 3.1.2 监测系统方案25-26
• 3.1.3 监测设备26-28
• 3.1.4 监测软件28-31
• 3.2 数据的整理与分析31-40
• 3.2.1 环境温湿度31-32
• 3.2.2 能耗32
• 3.2.3 能效比32-35
• 3.2.4 土壤温度变化35-40
• 3.3 本章小结40-41
• 第四章 建筑建模与模拟计算41-53
• 4.1 动态负荷计算方法介绍41-43
• 4.1.1 常用动态负荷计算方法41-42
• 4.1.2 DeST 软件简介42-43
• 4.2 建筑建模与动态负荷计算43-49
• 4.2.1 建筑建模44-45
• 4.2.2 建筑动态负荷计算结果分析45-49
• 4.3 建筑节能评估49-51
• 4.3.1 空调方案模拟49-50
• 4.3.2 能耗计算结果50-51
• 4.4 本章小结51-53
• 第五章 各种冷热源配置方案的对比与分析53-58
• 5.1 不同空调方案初投资比较53-54
• 5.2 不同空调方案运行费用比较54-56
• 5.3 综合比较56-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 6.1 总结58-59
• 6.2 进一步展望59-60
• 参考文献60-63
• 致谢63-64
• 附录Ⅰ攻读硕士学位期间论文发表情况64

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

武汉某办公楼地源热泵系统能效测评    胡先芳;李玉云;马勇;胡贵华;赵亚洲;

混合式地源热泵技术的推广与应用    唐彪峰

土壤热源与热泵联接运行冬季工况的试验研究    张昆峰，马芳梅，金六一，汤建华

土壤源(垂直埋管)热泵空调系统设计    张银安;

土壤源热泵冬夏季应用的可行性分析    朱岩,杨历,李中领

热泵与建筑节能    苏登超,刁乃仁,方肇洪

土壤源热泵的节能与技术经济性分析    朱岩,杨历,李中领

浅埋竖管换热器地热源热泵夏季供冷试验研究    刘宪英,丁勇,胡鸣明

建筑环境设计模拟分析软件DeST 第一讲 建筑模拟技术与DeST发展简介    燕达 ,谢晓娜 ,宋芳婷 ,江亿

建筑环境设计模拟分析软件DeST 第2讲 建筑动态热过程模型    谢晓娜,宋芳婷,燕达,江亿

封闭式冷却塔供冷系统气象条件分析    李永安 ,常静 ,徐广利 ,戎卫国 ,刘学来

土壤源热泵间歇运行冬季工况的试验研究    范萍萍;王志刚;崔恩富;王维滨;端木琳;

地源热泵系统模型与仿真    曲云霞

U型垂直地下埋管换热器地源热泵全年实验研究与传热模型    任晓红

地源热泵换热器的分析与设计    程国强

冷却塔—土壤源混合式热泵的应用研究    王彬

中国地区土壤源热泵系统研究进展评述    袁艳平;曹晓玲;雷波;杨从辉;

合肥地区住宅空调方案的技术经济分析    魏彩欣;刁永发;

合肥地区垂直U型埋管换热器实验分析及模拟    刘亮;

高效节能的绿色空调技术——土壤源热泵    郑江,杨晓梅,杨卫波

新型水源热泵井水系统的应用    张连宝;宋月巧;

华北地区典型农宅采暖能耗模拟及节能分析    董海广;许淑惠;

增强地源热泵竖直埋管地下换热器换热性能的研究    刘冬生,孙友宏,庄迎春

地源热泵空调系统在承德市的应用    胡桂秋,张斌,张汉存,王玉召,李静

承德市地源热泵空调应用分析    胡桂秋,孙东喜,孙冰,胡月红,黄晶

U型埋管周围温度场的边界元区域分解算法    何媛媛;李茂军;马健军;

混合式地源热泵系统在合肥某工程中的设计分析    陈洁;叶倩;

合肥地区垂直U型埋管换热器实验分析及模拟    胡宁;王晏平;李雪飞;

土壤源热泵技术在历史街区保护规划中的应用——以南京南捕厅历史街区为例    陈北领;

地埋管中央空调系统在山东省胸科医院中的应用    王仕凡;徐勇;毛树伟;

某五星级酒店空调系统热回收节能分析    卢晗;曲晓宁;楚广明;

某地源热泵系统经济技术比较及节能分析    曲晓宁;卢晗;楚广明;

土壤耦合热泵系统的热响应实验方法研究    余龙;余延顺;

地源热泵工程实例过程解析    邵宗义;全薇;王瑞祥;

海林太阳能辅助地源热泵供热的可行性分析    徐宝江;陈义波;陈九法;李海清;

土壤源热泵的热力学性能分析    肖峰;高建岭;刘建龙;

复合式热泵供热系统的耦合特性研究    刘逸

夏热冬冷地区人员行为对住宅建筑能耗的影响研究    李楠

地埋管相变回填材料的理论分析与实验研究    雷海燕

寒冷地区住宅建筑物综合热惰性的研究    韩莹

竖直埋管地源热泵恒温恒湿空调系统研究    余鑫

U型竖直地埋管换热器热响应模型及其算法研究    杨伟

小框体复合外墙保温隔热系统的研究与应用    李建光

地源热泵地下套管式埋管换热器性能研究    魏唐棣

竖直埋管型地源热泵地下传热及热力性能的研究    赵军

自然工质热泵循环和地源热泵运行特性研究    王景刚

蒸气压缩式制冷装置稳态仿真及分析    高珊

城阳区旧村改造项目建筑节能工程风险管理    马海泉

空调系统优化运行及控制基础理论研究    刘九玲

岩土热响应测试仪的研制与实验研究    尹振江

华北地区绿色住宅建筑储能及其经济性分析研究    王臻

地源热泵及辐射末端在夏热冬冷地区运行特性的实验分析研究    王蕾

武汉公共建筑能耗定额制定与建筑能效等级认证体系的研究    胡勇

地源热泵地埋管换热模型与实验研究    洪永挺

复合式地源热泵系统辅助散热冷却塔研究    张宏弢

基于蒙特卡罗法的地源热泵地埋管随机传热分析    陈德超

地源热泵-供暖空调节能环保技术    李新国,胡璟,赵军,朱强,王施力

地源热泵的工程应用与江南app下载平台666 特性分析    涂锋华,赵军,朱强,宋佳钫,龚宇烈

地源热泵系统防冻液的选择    曲云霞,张林华,方肇洪,李安桂

土壤源热泵机组冬季供热性能的数值模拟与实验研究    周亚素,张旭,陈沛霖

北方地区应用地源热泵应注意的问题    何雪冰,刘宪英

澳柯玛地源热泵空调系统应用实例    赵文江

混合式地源热泵技术的推广与应用    唐彪峰

土壤源热泵的研究    魏先勋,李元旦,林玉鹏,曾光明

水平埋地管换热器夏季瞬态工况的实验与数值模拟    李元旦,魏先勋

土壤热源与热泵联接运行冬季工况的试验研究    张昆峰，马芳梅，金六一，汤建华

土壤及其与黄沙混合物导热系数的实验研究    张旭;高晓兵;秦慧敏;陈沛霖;

地源热泵系统模型与仿真    曲云霞

U型垂直地下埋管换热器地源热泵全年实验研究与传热模型    任晓红

地源热泵换热器的分析与设计    程国强

浅谈地源热泵在北方别墅的利用    扈君;

解读《天津市地埋管地源热泵系统应用技术规程》    赵军;陈雁;

天津市在建筑中应用地埋管地源热泵技术实施指南    

京沪高铁上海虹桥站地源热泵地埋管施工研究    刘森成;

播下绿色的种子——专访枫叶能源中国区总裁龚长山    李志彩;宋媛媛;

专家共议地热技术前沿应用——第三届“地源热泵技术应用论坛”在京落幕    朱敏;

专家互动:方肇洪(续)    盛学章;

地源热泵技术规程已通过审查    

成都龙锦慧苑地源热泵运行技术经济分析    

地源热泵——新概念的冷暖空调    邬静;

粗颗粒地层中的地埋管地源热泵系统    杜恩广;孟照前;陈楠;华伟;

垂直地埋管地源热泵空调系统的设计    向宏;刘光大;

地埋管与冷却塔并联运行地源热泵系统几个问题的探讨    尹建新;

长江三角洲地区地源热泵系统的负荷特性分析    周平;陈超;吴金顺;王国建;

地源热泵垂直地埋管换热器相干性数值模拟研究    袁瑗;王瑾;柳建华;李新林;李书生;李振;

混合式地源热泵系统在合肥某工程中的设计分析    陈洁;叶倩;

地源热泵热响应测试及影响因素分析    付文成;朱家玲;张伟;胡涛;

某地源热泵系统经济技术比较及节能分析    曲晓宁;卢晗;楚广明;

某地源热泵空调系统的设计研究    吕磊磊;章学来;张君瑛;盛青青;

武汉地区地源热泵空调系统运行测试与分析    陈焰华;於仲义;胡平放;雷飞;孙启明;江章宁;

国内首个地源热泵系统实验基地落户华清    记者 安也致

江苏省制冷学会副理事长张建忠：应用地源热泵系统要“上”“下”兼顾    本报记者 任欢欢

我国地源热泵产业迎来发展高潮    李元普　柳春凤

三方携手 共推地源热泵行业发展    

美国地源热泵正在从家庭走向商业建筑和工农业领域    本报记者 许意强

第五届地源热泵技术论坛将在天津召开    记者 康源

吴元炜：发展地源热泵需要系统整合力    本报记者 许意强

乌市推广地源热泵技术    记者纪洲

推广地源热泵须勘查先行    本报记者 任欢欢

令人瞩目的地源热泵　    张佩芳

地源热泵地埋管随机传热与可靠性理论研究    刘卓栋

地源热泵U型埋管换热器的变周期模型研究    徐坚

地源热泵空调系统运行建模研究及能效分析    雷飞

U型竖直地埋管换热器热响应模型及其算法研究    杨伟

地埋管相变回填材料的理论分析与实验研究    雷海燕

严寒地区土壤源热泵系统地埋管运行特性研究    白天

严寒地区土壤源热泵系统地埋管运行特性研究    白天

促进地源热泵在建筑中应用的经济激励机制研究    张国东

地热换热器的传热问题研究及其工程应用    刁乃仁

地源热泵实验台及同轴套管换热器传热模型研究    刘冬生

中埋地源热泵系统运行特性分析与实验研究    赵进

基于实测的地埋管地源热泵空调技术的节能与应用分析    姚远

地埋管地源热泵系统的区域适应性研究    李敏

温湿度独立控制地源热泵系统运行策略研究    李扬

成都地区地源热泵系统运行特性研究    曹晓玲

地源热泵系统地埋换热器热短路问题的研究    石文

热湿传递综合作用下地源热泵运行特性分析    杜梅霞

中埋双U管地源热泵系统运行特性的分析与实验研究    任艳

基于热阻随机分析的地源热泵地埋管可靠性设计方法研究    陈绪义

地源热泵—太阳能复合系统在办公建筑中的应用研究    张士松