地源熱泵論文,關(guān)于地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)論文范文參考資料
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2022-02-24 16:57:32
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地源熱泵論文例文 跟地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)相關(guān)地源熱泵的價(jià)格畢業(yè)論文題目。
摘要:本文以上海外高橋保稅區(qū)某地源熱泵加冷卻塔空調(diào)系統(tǒng)工程為實(shí)例,對該地源熱泵加冷卻塔空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)性地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)由優(yōu)秀論文網(wǎng)站http://www.zbjy.cn提供,助您寫好論文.、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析,并在此基礎(chǔ)上,對該系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出了倡議。
關(guān)鍵詞 地源熱泵加冷卻塔空調(diào)系統(tǒng) 經(jīng)濟(jì)性分析 設(shè)計(jì)方案優(yōu)化
0 引言
地源熱泵是一種先進(jìn)的技術(shù),它高效、節(jié)能、環(huán)保,有利于可持續(xù)發(fā)展。地源熱泵技術(shù)利用地下的土壤、地表水、地下水溫相對穩(wěn)定的特性,通過消耗電能,在冬天把低位熱源中的熱量轉(zhuǎn)移到需要供熱或加溫的地方,在夏天還可以將室內(nèi)的余熱轉(zhuǎn)移到低位熱源中,達(dá)到降溫或制冷的目的。地源熱泵不需要人工的冷熱源,可以取代鍋爐或市政管網(wǎng)等傳統(tǒng)的供暖方式和******空調(diào)系統(tǒng)。冬季它代替鍋爐從土壤、地下水或者地表水中取熱向建筑物供暖;夏季它可以代替普通空調(diào)向土壤、地下水或者地表水放熱給建筑物制冷。若機(jī)組配置熱回收裝置,還可供應(yīng)生活用水,可謂一舉三得,是一種有效地利用能源的方式。
中國的地源熱泵市場發(fā)展前景光明。一方面常規(guī)能源日益短缺,開發(fā)利用可再生能源刻不容緩;另一方面,我國具有較好的熱泵科研與應(yīng)用的基礎(chǔ)。地源熱泵技術(shù)在HVAC領(lǐng)域表現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)有:系統(tǒng)能效高,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低;設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定,對環(huán)境污染少;減少二氧化碳排放等。
地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)碩士畢業(yè)論文相關(guān)參考屬性
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地源熱泵的價(jià)格
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1 工程概況及系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目為上海外高橋保稅區(qū)F18地塊某廠房建設(shè)。擬采用地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)區(qū)域?yàn)橐粋€辦公區(qū)域,辦公區(qū)分為上下兩層,總空調(diào)面積約為3150㎡。辦公室設(shè)計(jì)冷負(fù)荷477.7kW,采暖負(fù)荷為315kW;倡議采用螺桿式冷熱水型熱泵機(jī)組。針對建筑地理位置分布,倡議采用集中式系統(tǒng),獨(dú)立設(shè)置集中機(jī)房的布局。地源熱泵主機(jī)夏季制冷,冬季供暖。夏天,熱泵主機(jī)制取7℃的冷凍水供到室內(nèi)各房間的空氣處理器中,從而達(dá)到制冷效果;冬天,熱泵主機(jī)制取45℃的熱水供室內(nèi)空氣處理器,從而達(dá)到制熱效果。室內(nèi)選用風(fēng)機(jī)盤管作為空氣處理器。考慮到節(jié)能和環(huán)保的需求,為了保證土壤的熱平衡,地源熱泵地埋管數(shù)量按照冬季埋管量來確定,夏季不足的冷量由冷卻塔提供。同時(shí),機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可開啟余熱回收功能制取熱水,用于生活熱水,供給工廠淋浴間。
2 埋管計(jì)算
2.1室外埋管設(shè)計(jì)介紹
一般來講,一旦將換熱器埋入地下后,基本不可能進(jìn)行維修或更換,這就要求保證埋入地下管材的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定并且耐腐蝕。根據(jù)地源熱泵施工規(guī)范要求選擇了SDR11高聚乙烯PE管。額定承壓能力為1.6MPa,本工程立埋管采用PE管為D32×2.9mm。
在實(shí)際工程中,我們利用管材“換熱能力”來計(jì)算管長,土壤的排熱換熱能力為35~50W/m(管長),吸熱換熱能力為25~40W/m(管長)。埋管量的確定:根據(jù)該地區(qū)地?zé)豳Y源工程經(jīng)驗(yàn),每個孔按80m深,單U計(jì)算,單孔排熱換熱量5.6kW,吸熱換熱量4.0kW
室外埋管考慮如下兩個因素:a、合適數(shù)量、規(guī)模的鉆孔(埋管)量,保證整個系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)合理。b、保證系統(tǒng)長期運(yùn)轉(zhuǎn)的熱平衡性。綜上考慮:根據(jù)建筑物功能以及負(fù)荷情況,豎直埋管系統(tǒng)以冬季負(fù)荷作為埋管規(guī)模設(shè)計(jì)依據(jù)。
2.2. 實(shí)際工程計(jì)算
地源熱泵系統(tǒng),實(shí)際最大換熱量發(fā)生在與建筑最大冷負(fù)荷相對應(yīng)的時(shí)刻,包括:各空調(diào)分區(qū)內(nèi)水源熱泵機(jī)組交換到循環(huán)水中的熱量(空調(diào)負(fù)荷和機(jī)組壓縮機(jī)功耗)、循環(huán)水在輸送過程中交換的熱量、水泵釋放到循環(huán)水中的熱量。根據(jù)夏季制冷、冬季制熱負(fù)荷,經(jīng)過計(jì)算得出該建筑需要的換熱孔的數(shù)量如表1中所示:
表1 按制冷/制熱負(fù)荷計(jì)算換熱孔數(shù)
根據(jù)夏季所需排熱要求,確定室外換熱器設(shè)計(jì)總計(jì)107口井,單孔單U,下管80m深。根據(jù)冬季所需吸熱要求,確定室外換熱器設(shè)計(jì)總計(jì)60口井,單孔單U,下管80m深。為了達(dá)到熱平衡之目的,地埋管數(shù)量按照冬季埋管量來確定,夏季不足的冷量由冷卻塔提供。室外換熱器設(shè)計(jì)總計(jì)60口井,單孔單U,下管80m深。
3 經(jīng)濟(jì)性分析
本項(xiàng)目除了地源熱泵系統(tǒng)之外,空氣源熱泵系統(tǒng)作為比較方案。表2和表3為兩種方案投資成本和運(yùn)轉(zhuǎn)成本的比較。需要說明的是,兩個系統(tǒng)相同的投資成本和運(yùn)轉(zhuǎn)成本不計(jì)入經(jīng)濟(jì)性分析之內(nèi),安裝費(fèi)已經(jīng)包含在設(shè)備費(fèi)用之內(nèi),不再單獨(dú)列項(xiàng)。
表2 兩種方案投資成本比較表 單位:萬元
表3 兩種方案運(yùn)轉(zhuǎn)成本比較表單位:萬元
注:空調(diào)主機(jī)每天開啟10小時(shí),平均電價(jià)為1元/kW·h
在論文中約定:地源熱泵+冷卻塔系統(tǒng)為方案1,空氣源熱泵系統(tǒng)為方案2。很明顯,方案1投資成本較大,但運(yùn)轉(zhuǎn)成本低;方案2投資成本小,但運(yùn)轉(zhuǎn)成本大。為科學(xué)評價(jià)兩種方案,根據(jù)費(fèi)用現(xiàn)值(PC)和費(fèi)用年值(AC)來計(jì)算分析,其前提是:假定在評價(jià)周期內(nèi),電費(fèi)、成本、銀行折現(xiàn)率等不變。根據(jù)方案1,地源熱泵機(jī)組使用壽命為15年,每15年增加主機(jī)購置費(fèi)及其他費(fèi)用30萬元,閉式冷卻塔使用壽命20年,每20年增加冷卻塔購置費(fèi)及其他費(fèi)用5萬元;根據(jù)方案2,空氣源熱泵主機(jī)使用壽命為15年,每15年增加主機(jī)購置費(fèi)及其他費(fèi)用40萬元,地埋管使用壽命按50年計(jì)算。
1、項(xiàng)目費(fèi)用現(xiàn)值(PC)計(jì)算公式如式1:
?。?)
式中:(CO)t為第t年的******流出,(P/F,i,t)為貼現(xiàn)系數(shù)。
表4 兩種方案費(fèi)用現(xiàn)值比較表 單位:萬元
經(jīng)計(jì)算,方案1、方案2費(fèi)用現(xiàn)值列于表4。需要說明的是,在計(jì)算過程中,地源熱泵+冷卻塔系統(tǒng)的第15年、第30年、第45年,地源熱泵主機(jī)使用壽命到期,增加主機(jī)購置費(fèi)及其他費(fèi)用30萬元;第20年、第40年,冷卻塔使用壽命到期,增加冷卻塔購置費(fèi)及其他5萬元。同理,空氣源熱泵系統(tǒng)的第15年、第30年、第45年,空氣源熱泵主機(jī)使用壽命到期,增加主機(jī)購置費(fèi)及其他費(fèi)用40萬元。由表4可以看出,在假定兩種方案空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)工況一致的情況下,在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的第5年,方案1的費(fèi)用現(xiàn)值為171.94萬元,而方案2的費(fèi)用現(xiàn)值為154.15萬元,方案1比方案2多支出17.79萬元,第10年,方案1比方案2多支出2.14萬元,而在第15年,方案1比方案2少支出9.98萬元。在第20年、30年、40年、50年,方案1的費(fèi)用現(xiàn)值低于方案2越來越多,逐步顯示出方案1的經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)計(jì)算,方案1、方案2空調(diào)系統(tǒng)約在運(yùn)轉(zhuǎn)第12年費(fèi)用現(xiàn)值相等(見圖1(a))。從圖中可以看出在第15年和第30年,兩種方案均更新主機(jī),也就是兩種方案均處于新的工作狀態(tài),而在第20年和40年,方案1更新冷卻塔。方案1的費(fèi)用現(xiàn)值仍低于方案2,顯示出方案1的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢。
2、費(fèi)用年值(AC)計(jì)算公式如式2:
?。?)
式中:(CO)t為第t年的******流出,(P/F,i,t)為貼現(xiàn)系數(shù),(A/P,i,t)為資金回收系數(shù)。
經(jīng)計(jì)算,兩種方案費(fèi)用年值見表5。從表5同樣可以看出,方案1的費(fèi)用年值在前期比方案2高。隨著時(shí)間推移,方案1的經(jīng)濟(jì)效益逐漸顯現(xiàn)出來,在第15年,方案1的費(fèi)用年值為34.53萬元,而方案2費(fèi)用年值為35.84萬元,節(jié)省1.31萬元,第50年節(jié)省2.62萬元
表5 兩種方案費(fèi)用年值比較表 單位:萬元
圖1 兩種方案費(fèi)用現(xiàn)值、費(fèi)用年值比較圖
兩種方案在費(fèi)用現(xiàn)值與費(fèi)用年值比較中,前期空氣源熱泵系統(tǒng)方案費(fèi)用低于地源熱泵+冷卻塔系統(tǒng)方案,后期空氣源熱泵系統(tǒng)方案費(fèi)用高于地源熱泵+冷卻塔系統(tǒng)方案。這兩種方案約在12年左右平衡,也就是說12年后地源熱泵+冷卻塔系統(tǒng)將收回多出部分的初投資,在這以后地源熱泵+冷卻塔系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)盈利。
4項(xiàng)目技術(shù)分析及設(shè)計(jì)優(yōu)化
利用經(jīng)濟(jì)性分析成果對項(xiàng)目技術(shù)方案和管理制度進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整,在保證空調(diào)效果不變的前提下,實(shí)現(xiàn)最大限度的節(jié)電以降低運(yùn)轉(zhuǎn)成本是進(jìn)行各項(xiàng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析的最終目的。盡管本項(xiàng)目采用地源熱泵+冷卻塔系統(tǒng)投資成本較高,但與空氣源熱泵系統(tǒng)相比,由于其運(yùn)轉(zhuǎn)成本較低,在經(jīng)過一段時(shí)間以后不但能收回多出的投資成本還能實(shí)現(xiàn)盈利,這體現(xiàn)了地源熱泵系統(tǒng)供熱項(xiàng)目較好的經(jīng)濟(jì)性。在經(jīng)濟(jì)性分析的基礎(chǔ)上,深入分析地源熱泵+冷卻塔系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)成本,可以發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)因素可能造成系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)成本偏高:1.循環(huán)泵耗電量過大,系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)水泵的耗電量占的整個系統(tǒng)耗電量比重很大。2.項(xiàng)目電價(jià)偏高,未實(shí)現(xiàn)峰谷電價(jià)。3.項(xiàng)目建筑多為輕體房,保溫性能較差,導(dǎo)致負(fù)荷偏大,增加了主機(jī)的耗電量。
針對上述理由,提出了優(yōu)化方案和倡議:1.采用自控、變頻制約。針對項(xiàng)目建筑物分散和地埋管孔分散的實(shí)際情況,倡議采用分散式機(jī)房地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)由優(yōu)秀論文網(wǎng)站{#
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