地表水源熱泵系統(tǒng)利用滯留水體的動態(tài)水溫分析.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，全球面臨著生態(tài)環(huán)境危機和能源危機，能源節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展成為了必然的趨勢，可再生能源的利用也越來越受到人們的青睞。我國擁有豐富的地表水資源，如長江流域、黃河流域、黑龍江流域、淮河流域等等。近些年來，地表水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在我國的發(fā)展也得到了重視。但由于系統(tǒng)理論研究的欠缺以及實際工程應(yīng)用還處于工程探索階段，系統(tǒng)在實際運作中出現(xiàn)了一些問題，并可能影響到系統(tǒng)節(jié)能性和應(yīng)用推廣。
　　 目前國內(nèi)關(guān)于水體水溫計算模型的研究較

2、多，有關(guān)滯留水體冷熱承載能力的理論基礎(chǔ)研究比較少。本文主要以水深為4m到10m的滯留水體為研究對象，針對開式地表水水源熱泵系統(tǒng)，分析不同水體特征滯留水體的冷負荷承載能力。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　 ①滯留水體的特征進行了分析，包括水體水量、水溫以及水質(zhì)。了解水體特征對分析和掌握滯留水體冷負荷承載能力的影響因素是顯著的。其主要影響因素有：水體的初始水溫、水體水量和水體滿足節(jié)能率條件下的上限溫度。在計算滯留水體對冷負荷的承載能力

3、時需要綜合考慮以上因素。
　　 ②以地表淺層滯留水體為研究對象，雖然有研究建立了水溫控制方程，但未對流動的N-S方程進行離散。本文則根據(jù)流動的N-S方程和水體的水溫控制方程，利用數(shù)值計算的方法，對方程進行離散，將水流控制方程和水溫方程進行耦合求解。以此建立了水體水溫變化的二維數(shù)學(xué)模型，利用MATLAB軟件編程求解得到水體水溫的數(shù)值解。在零負荷條件下，利用實驗數(shù)據(jù)和三維模型驗證了二維模型，三維數(shù)值計算結(jié)果和二維數(shù)值計算結(jié)果接近。因

4、此為了方便工程分析，完全可以采用二維數(shù)值計算。
　　 ③開式湖水源熱泵系統(tǒng)和常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)中各設(shè)備(包括熱泵機組、水泵、末端設(shè)備、冷卻塔等)為分析對象，建立了兩種系統(tǒng)中各設(shè)備的能耗模型，確定了不同節(jié)能率下開式地表水源熱泵系統(tǒng)的取水溫度限值計算方法。并計算了某實際工程在不同節(jié)能率下取水溫度限值，為水體最大熱承載能力的計算奠定了基礎(chǔ)。
　　 ④在水體水溫二維模型和取水溫度限值的基礎(chǔ)上，計算了不同水深、不同初始溫度以及不同節(jié)能率