本文選題：冷熱電三聯(lián)供　切入點(diǎn)：水源熱泵　出處：《西安建筑科技大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)通過(guò)一次能源轉(zhuǎn)換技術(shù)的集成應(yīng)用,在一個(gè)區(qū)域內(nèi)同時(shí)提供電、熱、冷等多種終端能源,可實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)、高效利用。但是,為了滿足負(fù)荷需求,三聯(lián)供系統(tǒng)往往裝機(jī)容量較大,而區(qū)域建筑空調(diào)負(fù)荷波動(dòng)明顯,導(dǎo)致發(fā)電機(jī)部分負(fù)荷運(yùn)行,嚴(yán)重降低了主機(jī)發(fā)電效率;同時(shí),由于區(qū)域建筑冷、熱、電負(fù)荷的動(dòng)態(tài)波動(dòng)特征,熱電需求比不斷變化,而三聯(lián)供系統(tǒng)具有相對(duì)穩(wěn)定的熱電供應(yīng)比,由此導(dǎo)致三聯(lián)供系統(tǒng)的熱電供應(yīng)比與區(qū)域建筑的熱電需求比不匹配,降低了系統(tǒng)火用效率與經(jīng)濟(jì)性,消弱了能量梯級(jí)利用的優(yōu)勢(shì)。鑒于系統(tǒng)存在的上述問(wèn)題,本文提出了三聯(lián)供與水源熱泵的復(fù)合系統(tǒng)。但是,相比傳統(tǒng)的三聯(lián)供系統(tǒng),三聯(lián)供與江水源熱泵復(fù)合系統(tǒng)的優(yōu)化配置更為困難。為了實(shí)現(xiàn)基于全年動(dòng)態(tài)工況的復(fù)合系統(tǒng)優(yōu)化配置,本文主要從以下幾方面進(jìn)行研究:首先,分析了復(fù)合系統(tǒng)設(shè)備部件熱力特性,分別建立了發(fā)電機(jī)、吸收機(jī)、水源熱泵等主要設(shè)備部件變工況條件的熱力模型,為復(fù)合系統(tǒng)的全年逐時(shí)變工況條件下相關(guān)物理量的計(jì)算提供理論依據(jù)。其次,利用長(zhǎng)江上游兩個(gè)水文站的氣象數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)水溫與各種氣象因子相關(guān)性的理論分析與優(yōu)化處理,給出了便于工程計(jì)算的復(fù)合系統(tǒng)水源側(cè)逐時(shí)進(jìn)水溫度簡(jiǎn)化計(jì)算模型,為復(fù)合系統(tǒng)能耗分析與優(yōu)化配置提供理論基礎(chǔ)。然后,利用數(shù)學(xué)規(guī)劃理論,根據(jù)復(fù)合系統(tǒng)物理模型,建立了基于全年動(dòng)態(tài)工況特征的復(fù)合系統(tǒng)優(yōu)化配置模型,以聯(lián)供系統(tǒng)能流平衡關(guān)系為約束條件,給出了便于工程應(yīng)用的復(fù)合系統(tǒng)全年動(dòng)態(tài)分時(shí)段優(yōu)化求解方法,并利用Matlab編制相關(guān)求解程序。最后,通過(guò)相應(yīng)的復(fù)合系統(tǒng)的工程案例對(duì)該優(yōu)化配置方法的進(jìn)行了驗(yàn)證,并對(duì)比分析了發(fā)電上網(wǎng)與發(fā)電并網(wǎng)兩種形式復(fù)合系統(tǒng)的配置與運(yùn)行差異。通過(guò)對(duì)上述內(nèi)容的研究分析,得到如下主要結(jié)論:(1)在標(biāo)準(zhǔn)條件下,熱泵機(jī)組性能系數(shù)可由主機(jī)負(fù)荷率、冷卻水進(jìn)水溫度兩個(gè)變量組成的二元函數(shù)表征,而天然氣發(fā)電機(jī)(內(nèi)燃機(jī)與汽輪機(jī))的發(fā)電效率與熱回收效率均可利用負(fù)荷率一維變量函數(shù)表征;在非標(biāo)準(zhǔn)條件下,可利用相關(guān)參數(shù)因子對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條件性能加以修正;(2)研究中所采用的兩種機(jī)型水源熱泵低溫工況下滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)冷水出水溫度每降低1℃,制冷性能系數(shù)相比分別下降了約3.5%和2.9%;所采用的吸收機(jī)冷水出水溫度每降低1℃,制冷性能系數(shù)相比分別下降了約5%和4%;相比水源熱泵機(jī)組,吸收機(jī)機(jī)組性能隨供水溫度下降衰減幅度相對(duì)較大;(3)建立了日平均水溫與室外日平均干球溫度的關(guān)系式。利用該關(guān)系式計(jì)算得到的日平均水溫代替冷(熱)源側(cè)進(jìn)水逐時(shí)水溫,既便于工程應(yīng)用,且滿足了工程精度要求;(4)本文基于全年動(dòng)態(tài)負(fù)荷與動(dòng)態(tài)水溫特征建立了復(fù)合系統(tǒng)配置優(yōu)化模型,提出的全年動(dòng)態(tài)分時(shí)段優(yōu)化求解方法,具有計(jì)算方便、適用廣泛等特點(diǎn)。(5)案例分析表明,復(fù)合系統(tǒng)可以使得熱電產(chǎn)出比得到明顯提高,更好的與建筑熱電需求比達(dá)到匹配,充分發(fā)揮冷熱電三聯(lián)供能量梯級(jí)利用的優(yōu)勢(shì);相比并網(wǎng)系統(tǒng),發(fā)電上網(wǎng)形式的聯(lián)供系統(tǒng)年發(fā)電量提高了近50%,年運(yùn)行能耗費(fèi)用節(jié)約了約30%。
[Abstract]:In order to meet the load demand , the three - way supply system has a relatively stable power supply ratio , which can reduce the power generation efficiency of the system . At the same time , because of the above problems of the complex system , the three - connection supply system has a relatively stable power supply ratio . The performance coefficient of the heat pump unit can be characterized by a binary function of the load rate of the main machine and the water inlet temperature of the cooling water , and the power generation efficiency and the heat recovery efficiency of the natural gas generator ( internal combustion engine and steam turbine ) can be characterized by a one - dimensional variable function of the load rate ;

【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM61;TU83

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 謝曉娜,宋芳婷,燕達(dá),江億;建筑環(huán)境設(shè)計(jì)模擬分析軟件DeST 第2講 建筑動(dòng)態(tài)熱過(guò)程模型[J];暖通空調(diào);2004年08期

2 馬最良,姚楊,趙麗瑩;污水源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用前景[J];中國(guó)給水排水;2003年07期

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本文編號(hào)：1683821