地表水源熱泵系統(tǒng)利用滯留水體的動(dòng)態(tài)水溫分析.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全球面臨著生態(tài)環(huán)境危機(jī)和能源危機(jī)，能源節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展成為了必然的趨勢(shì)，可再生能源的利用也越來(lái)越受到人們的青睞。我國(guó)擁有豐富的地表水資源，如長(zhǎng)江流域、黃河流域、黑龍江流域、淮河流域等等。近些年來(lái)，地表水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在我國(guó)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(shí)際工程應(yīng)用還處于工程探索階段，系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)作中出現(xiàn)了一些問(wèn)題，并可能影響到系統(tǒng)節(jié)能性和應(yīng)用推廣。
　　 目前國(guó)內(nèi)關(guān)于水體水溫計(jì)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(duì)象，針對(duì)開(kāi)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(fù)荷承載能力。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　　 ①滯留水體的特征進(jìn)行了分析，包括水體水量、水溫以及水質(zhì)。了解水體特征對(duì)分析和掌握滯留水體冷負(fù)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(jì)算滯留水體對(duì)冷負(fù)荷的承載能力

3、時(shí)需要綜合考慮以上因素。
　　 ②以地表淺層滯留水體為研究對(duì)象，雖然有研究建立了水溫控制方程，但未對(duì)流動(dòng)的N-S方程進(jìn)行離散。本文則根據(jù)流動(dòng)的N-S方程和水體的水溫控制方程，利用數(shù)值計(jì)算的方法，對(duì)方程進(jìn)行離散，將水流控制方程和水溫方程進(jìn)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(fù)荷條件下，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和三維模型驗(yàn)證了二維模型，三維數(shù)值計(jì)算結(jié)果和二維數(shù)值計(jì)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(jì)算。
　　 ③開(kāi)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(jī)組、水泵、末端設(shè)備、冷卻塔等)為分析對(duì)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(kāi)式地表水源熱泵系統(tǒng)的取水溫度限值計(jì)算方法。并計(jì)算了某實(shí)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(jì)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(jì)算了不同水深、不同初始溫度以及不同節(jié)能率