【摘 要】
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随着社会的快速发展,我国建筑能源消耗总量快速攀升,夏季尖峰负荷不断上涨,建筑节能降耗压力巨大。此外,随着国家开始大力推广浅层地热能这一可再生能源,以热泵技术供热(制冷)为主的地热能利用技术得到了快速的发展。但依旧面临着已开采量占比低,区域发展不均衡等情况,尤其是在上海、浙江等经济发达地区发展较为缓慢。本文以蓄能型地表水源热泵系统为研究对象。首先以绍兴镜湖新区平原河网为例,就平原河网水资源用于地表水
【基金项目】
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国家重点研发计划项目“基于全生命周期碳减排的建筑运行能效和健康性能提升研究”(编号:2018YFE0106100); “绿色建筑运行性能提升研究及应用”(编号:2016YFC0700106);
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随着社会的快速发展,我国建筑能源消耗总量快速攀升,夏季尖峰负荷不断上涨,建筑节能降耗压力巨大。此外,随着国家开始大力推广浅层地热能这一可再生能源,以热泵技术供热(制冷)为主的地热能利用技术得到了快速的发展。但依旧面临着已开采量占比低,区域发展不均衡等情况,尤其是在上海、浙江等经济发达地区发展较为缓慢。本文以蓄能型地表水源热泵系统为研究对象。首先以绍兴镜湖新区平原河网为例,就平原河网水资源用于地表水源热泵进行了潜力研究。再以处于该地区的某蓄能型地表水源热泵系统作为案例进行研究分析,通过性能实测及对比等手段论证蓄能型地表水源热泵系统在该地区应用的可行性。最后针对实测结果中发现的问题,针对性的提出优化策略。主要研究工作如下:(1)通过水资源量和水体热负荷承载力分析、取水水位安全分析、取水便捷性分析、水质适宜性分析、水温适宜性分析对绍兴镜湖平原河网水资源利用潜力进行研究。研究结果为该平原河网水资源可用作地表水源热泵系统冷热源且应用潜力巨大。(2)以绍兴镜湖平原河网下某蓄能型地表水源热泵系统为例。通过对冬季、夏季不同负荷下系统运行情况进行实测,得出制热性能系数COP、制冷能效比EER等实测指标数据,并与常见系统进行能效比较。结果显示,供热期在消耗能源折算为相同量的标准煤下,水源热泵可以提供的热量为燃气锅炉的2倍以上。供冷期EER均优于对照的水冷式空调系统。通过与原空调系统方案的经济性对比,得出在现行工况下,增加投资的静态回收期为9.1年。(3)将与案例系统同处一栋建筑内的VRF系统作为对比对象。就单位面积能耗、室内热环境参数(温度、相对湿度)达标率、用户热环境满意度三个指标进行对比。结果显示,具备相当的室内热环境参数达标率和用户热环境满意度的情况下,蓄能型地表水源热泵系统在冬季较VRF系统有更低的能耗,而在夏季则与VRF系统能耗基本相当。(4)通过案例空调系统实测工况与设计工况相比较,发现系统长期处于部分负荷状态下运行,但运行策略按设计负荷配置并执行,导致系统出现长期处于低效运行状态及能量供需不平衡的情况。针对上述问题,本文采用以策略优化为主,配合以水池容量选择的方法进行优化。通过对蓄能水池进行仿真,掌握蓄能水池的运行规律,发现存在问题的具体成因,针对性的提出优化策略,并就策略间转换提出可行的判定条件。通过对策略优化前后的经济性分析可知优化后系统全年累计节能量可达7.28万k Wh,降低运行费用3.11万元,降幅分别达到14.9%和14.2%。
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