閉式湖水源熱泵水體熱污染研究.pdf

1、由于我國(guó)積極倡導(dǎo)和實(shí)施節(jié)能減排的政策,地表水源熱泵作為一種節(jié)能環(huán)保技術(shù),在全國(guó)范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。然而,在地表水源熱泵運(yùn)用和研究中,凸現(xiàn)了一系列問(wèn)題,其中地表水源熱泵溫排水造成的水體熱污染問(wèn)題引起了人們的重視。
　　本文從現(xiàn)有的湖水源熱泵水體熱污染問(wèn)題的現(xiàn)狀作為研究起點(diǎn),指出了其中的不足,從而確定了本文的研究?jī)?nèi)容和重點(diǎn)。以南京工程學(xué)院閉式湖水源熱泵為研究對(duì)象,進(jìn)行了理論研究、模擬研究和實(shí)驗(yàn)研究。理論研究以（火用）分析為基礎(chǔ),指出了（火

2、用）理論在熱力學(xué)過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)之處,研究了閉式湖水源熱泵在不同負(fù)荷下對(duì)湖水溫度的影響以及湖水溫度對(duì)機(jī)組性能的影響。理論研究表明,在隨著熱泵負(fù)荷率的增大,湖水平均溫度升高;湖水溫度的升高導(dǎo)致了熱泵性能的下降。模擬研究則以理論研究為基礎(chǔ),以南京工程學(xué)院閉式湖水源熱泵為原型,針對(duì)不同的模擬參數(shù),分別建立了二維模型和三維模型。二維模型主要應(yīng)用于模擬閉式湖水源熱泵溫排水流量和拋管間距對(duì)湖水溫度的影響,三維模型用于模擬閉式湖水源熱泵運(yùn)行負(fù)荷和拋管深度

3、對(duì)湖水溫度的影響。同時(shí),計(jì)算了對(duì)應(yīng)條件下熱泵的COP。模擬結(jié)果表明:溫排水流量越大,湖水溫升面積越大,同時(shí)系統(tǒng)COP增大;隨著拋管間距的增大,湖水熱堆積程度降低,熱泵COP也增大。為了不引起水體熱污染,同時(shí)考慮到閉式湖水源熱泵的性能,閉式湖水源熱泵的溫排水流量設(shè)置成0.36m3/s為宜,其拋管間距設(shè)置在0.35m以上較為合適;拋管深度越大,溫排水對(duì)湖水溫度影響越小;閉式湖水源熱泵的性能隨著拋管深度的增大而增大;隨著運(yùn)行負(fù)荷的增大,拋管附

4、近湖水溫度逐漸升高;比較拋管附近湖水的豎直方向和水平方向的溫度變化,發(fā)現(xiàn)湖水水平方向溫升較為明顯。實(shí)驗(yàn)研究用于驗(yàn)證模擬,對(duì)熱泵機(jī)組運(yùn)行參數(shù)和末端拋管周圍的湖水溫度進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模擬結(jié)果的對(duì)比,發(fā)現(xiàn)兩者的誤差在允許范圍內(nèi),從而認(rèn)為模擬結(jié)果是可靠的。隨后,計(jì)算了不同運(yùn)行負(fù)荷下湖水源熱泵系統(tǒng)的COP,結(jié)果與模擬條件下的計(jì)算結(jié)果相似。
　　最后,針對(duì)現(xiàn)有水體熱污染評(píng)價(jià)方法的不足,提出了基于（火用）分析的水體熱污染評(píng)價(jià)方法,