地热结合吸收式热泵供暖系统的分析研究

【摘要】：溴化锂吸收式热泵系统能够有效的回收各种低温余热、废热，在节能降耗、降低碳排放方面能发挥重要的作用。在北方冬季供暖中采用地热直供的供暖模式会产生大量的低温地热余热水，这部分低品位热能数量巨大，但温度只有45℃左右，直接利用很困难，通常被回灌或者直接排放到环境中去，不但地热水没有得到充分利用，而且还会造成环境热污染。如果使用吸收式热泵系统回收这部分热能，将有着巨大的经济效益和环境效益。 本文在对国内外吸收式热泵及地热能应用和发展进行详细分析的基础上，对天津市滨海石油新村的地热直供结合吸收式热泵的供暖方式进行了研究分析。以节能减排量、运行费用等重要方面作为评价对象，将天津滨海石油新村的原供暖方案和改造后的地热直供结合吸收式热泵供暖方案进行了对比分析，结果显示改造后的2011-2012供暖季能耗比改造前的2009-2010供暖季能耗降低了66%、改造后的SO_2减排量为8.515t、氮氧化物减排量为18.417t、烟尘减排量为12.780t、CO_2减排量为8926.810t。 通过现场测试、计算和分析得到地热直供结合吸收式热泵系统的性能系数，以单位供热量能源成本和一次能源利用率为评价指标，将其与中新生态城的地源热泵供暖方式、人民家园燃气锅炉供暖方式、天津市房产供热公司西湖村燃煤锅炉供暖方式进行了对比分析。结果发现地热直供结合吸收式热泵供暖的单位供热量能源成本为62.5元/GJ低于地源热泵供暖的单位供热量能源成本134.8元/GJ、燃气锅炉供暖的单位供热量能源成本114.5元/GJ，但高于燃煤锅炉供暖的单位供热量能源成本40.0元/GJ。地热直供结合吸收式热泵供暖的一次能源利用率为1.584高于地源热泵供暖的一次能源利用率0.700、燃气锅炉供暖的一次能源利用率0.774、燃煤锅炉供暖的一次能源利用率0.648。 本文所研究的地热直供结合吸收式热泵供暖系统可以将地热水利用到25℃以下排放，供热系统制热系数在1.7以上。研究结果对供暖系统的设计和改造有一定指导意义。 【关键词】：吸收式热泵 地热直供 地热水余热利用 性能分析
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU832.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 目录6-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 课题背景及研究的意义9-11
• 1.1.1 世界能源现状9-10
• 1.1.2 采用热泵回收余热的意义10-11
• 1.2 热泵技术概述11-13
• 1.2.1 热泵技术的发展历程11-12
• 1.2.2 热泵的热源及其分类12-13
• 1.3 第一类溴化锂热泵系统介绍13-15
• 1.4 溴化锂热泵制热原理15-17
• 1.5 本文研究内容17-18
• 第二章 滨海石油新村供热站介绍18-31
• 2.1 滨海石油新村热力站概况18-21
• 2.1.1 改造前区域供热概况18-20
• 2.1.2 改造后区域供热概况20-21
• 2.2 热源供热能力分析21-23
• 2.2.1 热负荷21
• 2.2.2 各热源供热能力21-22
• 2.2.3 热平衡分析22-23
• 2.3 地热直供结合燃气溴化锂吸收式热泵供热系统23-26
• 2.3.1 供暖系统流程23-24
• 2.3.2 密闭式的供热方式24-26
• 2.4 热力站系统26-29
• 2.4.1 热力站主要工艺设备26-28
• 2.4.2 热力站电气系统28-29
• 2.4.3 热力站自控系统29
• 2.5 地热及天然气参数29-30
• 2.5.1 滨海石油新村内地热井供热参数：29
• 2.5.2 天然气参数29-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第三章 滨海石油新村供热站供热系统热力计算31-43
• 3.1 供热系统的技术经济评价指标31-32
• 3.1.1 耗电输热比31
• 3.1.2 热泵机组的性能系数及供暖系统的性能系数31-32
• 3.1.3 单位面积热指标32
• 3.1.4 单位供热量能源成本32
• 3.2 地热水直供供暖32-35
• 3.2.1 地热水直供供暖系统流程32-33
• 3.2.2 地热水直供的热力计算33-35
• 3.3 地热水直供结合吸收式热泵供暖35-42
• 3.3.1 地热水直供结合吸收式热泵的供暖流程35-36
• 3.3.2 实际运行中吸收式热泵的 COP36-39
• 3.3.3 地热水直供结合吸收式热泵供暖系统的热力计算39-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 滨海石油新村供热站改造前后技术性分析43-49
• 4.1 典型温度下改造前后能耗对比和分析43
• 4.2 节能和环境效益对比分析43-48
• 4.2.1 热力站改造前后的用能状况43-46
• 4.2.2 环境效益分析46-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第五章 几种常见供热热源的对比分析49-60
• 5.1 地源热泵供暖49-54
• 5.1.1 中新生态城二号能源站简介49-51
• 5.1.2 实际运行中地源热泵机组的 COP51-53
• 5.1.3 地源热泵供暖系统的技术经济分析53-54
• 5.2 燃气锅炉供暖54-55
• 5.3 燃煤锅炉房供暖55-57
• 5.4 几种供热热源的主要技术和经济性对比和分析57-59
• 5.4.1 单位供热量能源成本的比较57-58
• 5.4.2 一次能源利用率的比较58-59
• 5.5 本章小结59-60
• 第六章 结论与展望60-62
• 6.1 结论60
• 6.2 展望60-62
• 参考文献62-64
• 发表论文及参加科研情况说明64-65
• 致谢65

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