大型中水源熱泵集中供熱系統的熱經濟學研究.pdf

1、目前，人類面臨著嚴重的能源和環(huán)境問題，環(huán)境受到溫室氣體的嚴重威脅，溫室氣體(GHG)的排放量已經達到了能夠導致氣候變化的濃度，如果不采取相關的解決問題的行動以減少溫室氣體的排放量，那么由氣候變化帶來的影響將會更嚴重。一個重要的解決能源和環(huán)境問題的行動就是對能源的高效合理的利用，即在能源質的層面上更好的實現供需的匹配，這包括減少能源浪費、對廢熱的回收利用和使用低碳的燃料等方面。因此，如何提高能源轉換效率、對可再生能源的合理利用就成為了重要

2、的研究方向。
　　 城鎮(zhèn)污水處理廠的出水是新型可再生能源的一種，較大型的污水處理廠的出水能達到一級A排放標準，再生水不僅可以用在綠化澆灌、人工景觀水系補水、農田灌溉等較大規(guī)模的用水上，而且是熱泵理想的低品味熱源，節(jié)能潛力巨大。
　　 本文首先以熱力學的(火用)分析法和熱經濟學的成本分析等理論作為本文的理論基礎，利用理論分析的方法定性的闡述了利用熱泵系統進行區(qū)域供熱的合理性，給出了能效率和(火用)效率的計算方法，指出兩者的

3、不同之處以及各自的用途，分析得到只有綜合考慮這兩種分析方法才能較全面的評價系統的能源轉換效率。建立了分布式熱泵供熱系統和燃氣鍋爐供熱系統的熱經濟學模型，列出了兩種系統的現金平衡方程及炯效率計算公式，對大型中水源熱泵系統的分析評價提供了理論基礎。
　　 其次，對中水源熱泵系統所服務的800萬平方米的區(qū)域進行了規(guī)劃設計，包括系統的分布式熱泵站、輸配管網、主熱泵站的設計選型，根據水質特點本著節(jié)約初投資的理念確定了系統采用中水直接進機組

4、的形式，一期為分布式熱泵供熱系統，二期以后采用集中式和分散式相結合的系統。
　　 最后，用熱經濟學理論對中水源熱泵系統和燃氣鍋爐系統進行了熱經濟學分析，計算得出中水源熱泵系統一期工程的(火用)效率為66.2％，二期為54.5％，三期為60.6％，而燃氣鍋爐系統為29.4％;對兩種系統的供熱成本進行了對比分析，熱泵系統的平均供熱成本達產以后為17.2元/(m2·采暖季)，燃氣鍋爐系統的平均成本則是26.7元/(m2·采暖季)，雖然