天然氣基冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)與土壤源熱泵耦合系統(tǒng)研究

【摘要】：建筑節(jié)能問(wèn)題已不容忽視。而建筑節(jié)能一般從三個(gè)途徑入手，即建筑本體、建筑能效設(shè)備以及建筑能源來(lái)源。且后兩者在建筑運(yùn)行節(jié)能中起關(guān)鍵作用，即“開(kāi)源”與“節(jié)流”。在“開(kāi)源”方面，以天然氣基冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)（NG-CCHP）和地源熱泵為代表的分布式能源系統(tǒng)是應(yīng)用比較廣泛且高效的供能系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)綜述，兩類系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中存在一定的問(wèn)題。即，幾近于并行發(fā)展，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)交叉融合，即便部分同領(lǐng)域研究學(xué)者對(duì)二者耦合進(jìn)行了研究，但依然是兩者的簡(jiǎn)單疊加，不能形成系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，沒(méi)有基于能的品位梯級(jí)利用原則，進(jìn)行系統(tǒng)深度集成。 因此，作者提出一個(gè)新型NG-CCHP與土壤源熱泵（GSHP）相耦合的分布式能源系統(tǒng)。該系統(tǒng)融入了能的品位提升與能的梯級(jí)利用思想，將二者形成一體化系統(tǒng)，脫離兩個(gè)系統(tǒng)疊加的概念，形成一個(gè)新型多能源耦合的冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)。 為進(jìn)一步詮釋該耦合系統(tǒng)節(jié)能機(jī)理及系統(tǒng)性能特點(diǎn)，給出一典型供能案例系統(tǒng)。選擇傳統(tǒng)NG-CCHP、NG-CCHP與GSHP“并聯(lián)型”供能系統(tǒng)作為參比對(duì)象，以低品位余熱利用率（η1）和相對(duì)節(jié)能率（η2）作為性能評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。并分析了耦合關(guān)鍵操作參數(shù)對(duì)一體化供能系統(tǒng)性能的影響特性。經(jīng)過(guò)研究得到如下結(jié)論： （1）一體化供能系統(tǒng)的η1為117%，且一體化供能系統(tǒng)中GSHP的能效比常規(guī)GSHP提高了95.9%?！安⒙?lián)型”供能系統(tǒng)的η1為104%；因此，一體化供能系統(tǒng)的低品位余熱利用η2分別為12.5%、17%，參比系統(tǒng)分別為“并聯(lián)型”供能系統(tǒng)和NG-CCHP。與NG-CCHP相比，一體化供能系統(tǒng)的系統(tǒng)η2為4.0%。 （2）當(dāng)滿足建筑用能需求時(shí)，與NG-CCHP相比，一體化供能系統(tǒng)的一次能源消耗量降低了29.1Nm3/h；與“并聯(lián)型”供能系統(tǒng)相比，一體化供能系統(tǒng)減少了29.6kW/h的電力需求，而電的品位比低品位熱（180℃-120℃）的品位大的多。 （3）在改變NG-CCHP的低品位余熱利用方式與GSHP相耦合的一體化供能系統(tǒng)中，當(dāng)為了減少GSHP的地下打井面積時(shí)，可以使NG-CCHP的低品位余熱與GSHP地源側(cè)機(jī)組進(jìn)口相耦合；當(dāng)為了最大限度地提高低品位余熱利用效率時(shí)，可以使NG-CCHP的低品位余熱與GSHP需求側(cè)機(jī)組出口相耦合。 【關(guān)鍵詞】：建筑節(jié)能 供能系統(tǒng) 天然氣基冷熱電聯(lián)供系統(tǒng) 土壤源熱泵 一體化系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU83
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-25
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 建筑供能系統(tǒng)研究現(xiàn)狀13-22
• 1.2.1 傳統(tǒng)建筑冷熱電供能系統(tǒng)現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 NG-CCHP系統(tǒng)發(fā)展研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.3 GSHP系統(tǒng)發(fā)展研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.4 建筑冷熱電復(fù)合供能系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀19-22
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線22-24
• 1.4 本文研究意義24-25
• 第2章 NG-CCHP與GSHP耦合的一體化供能系統(tǒng)25-35
• 2.1 建筑冷熱電供能系統(tǒng)集成原則25-26
• 2.2 參比系統(tǒng)26-29
• 2.2.1 NG-CCHP系統(tǒng)26-28
• 2.2.2 NG-CCHP與GSHP“并聯(lián)型”供能系統(tǒng)28-29
• 2.3 NG-CCHP與GSHP相耦合的一體化供能系統(tǒng)29-34
• 2.3.1 一體化供能系統(tǒng)耦合機(jī)理29-32
• 2.3.2 一體化供能系統(tǒng)架構(gòu)32-33
• 2.3.3 一體化供能系統(tǒng)特點(diǎn)33-34
• 2.4 小結(jié)34-35
• 第3章 典型冷熱電一體化供能系統(tǒng)分析研究35-48
• 3.1 用能對(duì)象概述35-37
• 3.1.1 概況介紹35
• 3.1.2 需求特性35-37
• 3.2 供能系統(tǒng)集成分析37-41
• 3.3 一體化供能系統(tǒng)應(yīng)用41-45
• 3.3.1 系統(tǒng)假設(shè)條件41-42
• 3.3.2 系統(tǒng)流程簡(jiǎn)介42-45
• 3.4 系統(tǒng)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則45-46
• 3.5 系統(tǒng)性能分析46-47
• 3.6 小結(jié)47-48
• 第4章 典型冷熱電一體化供能系統(tǒng)影響特性分析48-57
• 4.1 GSHP系統(tǒng)地源側(cè)進(jìn)口耦合性能分析48-52
• 4.1.1 地下取熱量恒定時(shí)的性能分析48-50
• 4.1.2 供熱量恒定時(shí)的性能分析50-52
• 4.2 GSHP系統(tǒng)需求側(cè)進(jìn)口耦合性能分析52-54
• 4.3 GSHP系統(tǒng)需求側(cè)出口耦合性能分析54-56
• 4.4 小結(jié)56-57
• 結(jié)論與展望57-59
• 研究結(jié)論57-58
• 展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-66
• 致謝66-67
• 附錄A（攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表學(xué)術(shù)論文目錄）67-68
• 附錄B（攻讀碩士學(xué)位期間所參與項(xiàng)目）68

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土壤源熱泵垂直埋管周圍溫度場(chǎng)數(shù)理模型    張喜明,于立強(qiáng)

土壤源熱泵垂直埋管周圍溫度場(chǎng)數(shù)值模擬    施志鋼,于立強(qiáng)

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粉沙類土壤熱物性數(shù)據(jù)的測(cè)定    張玲;黃奕沄;

土壤源熱泵評(píng)價(jià)軟件編制及北方地區(qū)適宜性研究    孟桃;

間歇運(yùn)行工況下土壤源熱泵實(shí)驗(yàn)研究    黃伙軍;張少凡;

土壤源熱泵換熱器作用下的土壤溫度變化研究    楊國(guó)強(qiáng);周志華;李勇剛;

土壤源熱泵在合肥某工程中的應(yīng)用研究    郭二寶;

土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北方地區(qū)的應(yīng)用性研究    沈嬌;李德英;

系統(tǒng)化的土壤源熱泵設(shè)計(jì)方法    肖龍;朱清宇;徐偉;

土壤源熱泵在合肥某工程中的應(yīng)用    郭二寶;

基于實(shí)測(cè)研究的別墅住宅土壤源熱泵運(yùn)行特性探討    潘希存;譚洪衛(wèi);

不同氣候區(qū)典型建筑負(fù)荷特征及其對(duì)土壤源熱泵適用性的影響分析    馬園園;王勇;

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優(yōu)化設(shè)計(jì)促土壤源熱泵更節(jié)能    本報(bào)記者 李靜華

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天然氣基冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)與土壤源熱泵耦合系統(tǒng)研究    康書(shū)碩

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