地下水源热泵热源井的水泵节能优化分析

【摘要】：由于地下水源热泵空调系统设计及水泵设备选型均是按着最不利的工况进行的，而系统实际上大多是在部分负荷下运行，因此，为了节约水泵运行的输送能量，针对现有水泵变频调节方式在调节范围方面的不足，以及确定方法上存在的争议，本文对地下水源热泵热源井的水泵节能优化进行了研究分析。 本文选取沈阳市某宾馆建筑为实例，针对该具体建筑作定量计算，该建筑的总空调面积为10588m2。基于研究需要及DeST建筑能耗模拟软件的优势，确定采用DeST软件进行建模并计算全年逐时负荷，归纳每日负荷分布规律，根据建筑模型情况确定研究方案，并根据当地水文地质情况进行热源井设计，考虑将一个水泵设置为两个不同流量水泵分级调节。再根据建筑负荷统计结果，进行系统设备选型，并分析系统变流量运行对热泵机组性能的影响。 然后，针对水泵变频应用作进一步研究。对比例定律的适用范围进行理论分析，并讨论确定有静扬程系统各项工作参数间关系。对水泵变频方案进行计算，分析影响变频范围及节能效果的因素，指出变频方式的不足之处，并通过修改方案阐述其改善方法。 最后，对水泵变频调速调节方式及双泵多级调节方式的全年运行能耗计算，并从多方面作对比分析，综合考虑各个因素的影响，包括井数确定、静扬程大小、管径大小及合理性、水泵选型的合理性等，从而得到更可行、更经济的节能优化方法。该项研究成果将会给今后的实际工程提供重要参考。 论文为国家自然科学基金项目“单井循环地下换热系统多流态流动与传热耦合机理研究”（No.41002085）的部分内容。 【关键词】：地下水源热泵 热源井 水泵变频 水泵节能优化 DeST
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU83
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题来源及研究的背景与意义10-11
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 课题研究背景10-11
• 1.1.3 课题研究的意义11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-15
• 1.2.3 国内外文献综述的简析15
• 1.3 课题研究的主要内容15-17
• 第2章 软件应用分析17-27
• 2.1 常用建筑能耗模拟软件简析17-18
• 2.1.1 DOE-217
• 2.1.2 Energy-Plus17-18
• 2.1.3 TRNSYS18
• 2.1.4 ESP-r18
• 2.1.5 PKPM-CHEC18
• 2.2 DeST 软件简析18-19
• 2.2.1 DeST 特点18-19
• 2.2.2 DeST 应用领域19
• 2.2.3 本课题应用软件的确定19
• 2.3 建筑模型确定19-20
• 2.4 建筑负荷统计结果20-26
• 2.4.1 供暖期负荷统计20-23
• 2.4.2 供冷期负荷统计23-26
• 2.5 数据分析26
• 2.6 本章小结26-27
• 第3章 系统设计及方案确定27-33
• 3.1 系统设计方案27
• 3.1.1 方式一27
• 3.1.2 方式二27
• 3.1.3 拓展方案27
• 3.2 热源井设计27-28
• 3.2.1 热源井概况27-28
• 3.2.2 双泵调节方式工作原理28
• 3.3 设备选型28-31
• 3.3.1 方式一29-30
• 3.3.2 方式二30-31
• 3.4 热泵机组性能分析31-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第4章 水泵变频应用分析33-50
• 4.1 比例定律只适用于无静扬程系统的理论分析33-34
• 4.2 有静扬程系统水泵的各项参数间关系式的讨论34-37
• 4.3 变频水泵方案的计算分析37-49
• 4.3.1 原方案的计算分析37-42
• 4.3.2 修正方案的计算分析42-46
• 4.3.3 附加方案的计算分析46-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第5章 研究方案的能耗计算50-70
• 5.1 方式一50-60
• 5.1.1 方案 1 的能耗计算50-51
• 5.1.2 修正方案 1 的能耗计算51
• 5.1.3 方案 2 的能耗计算51-56
• 5.1.4 修正方案 2 的能耗计算56-60
• 5.2 方式二60-68
• 5.2.1 方案 3 的能耗计算60-66
• 5.2.2 方案 4 的能耗计算66-68
• 5.3 本章小结68-70
• 第6章 各研究方案的对比及最佳方案的确定70-74
• 6.1 管径确定的对比分析70
• 6.2 方式一中各方案的能耗对比70-71
• 6.3 方式二中各方案的能耗对比71-72
• 6.4 最佳方案的确定72
• 6.5 本章小结72-74
• 结论74-76
• 参考文献76-82
• 致谢82

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