兰州地区污水源热泵供热系统优化研究

论文摘要

能源紧缺与环境污染是当今各行业及社会发展所面临的重大问题之一。暖通行业传统的冷热源大多存在能耗高、能效低和环境污染等缺点。开发和利用新能源是解决这一问题的重要手段。本文选定污水源作为热源,针对兰州地区特点,对辅助热源形式进行了对比分析,创新性的使用波面传热板作为污水源热泵污水侧的主要换热装置。兰州某污水厂的最小排放量达到6666.7t/h,污水温度常年达到13℃以上,储热量丰富,是优质的可再生能源,因此选择污水源热泵供热系统作为主要供热方式。针对传统污水源热泵技术存在系统可调节性差问题,提出采用调峰锅炉房与污水源热泵联合运行的系统模式,由于兰州地区燃气资源丰富、价格低廉,而且燃气锅炉所造成的环境污染远小于燃煤锅炉,故选定燃气锅炉房作为调峰锅炉房。为了解决现有污水源热泵系统工程中污水侧换热器换热效率低、容易堵塞的问题,本文创新性的选择了波面传热板作为污水侧换热设备,通过理论计算与分析,说明了其适用性,同时设计出污水流的组织形式、最终设计出适宜的污水池大小。为说明污水源热泵、调峰热泵联合运行系统的节能性、环保性和经济性的优劣,本文将其对比了燃油锅炉、燃煤锅炉、燃气锅炉、电锅炉四种传统的供热系统,对此五种系统进行了分项评价；在此基础上,利用层次分析法,将上述五种方案的能量特性、经济特性和工程特性进行定量比较,指出这些方案的优劣顺序为：污水源热泵、调峰热泵联合运行系统>电锅炉系统>燃油锅炉系统>燃气锅炉系统>燃煤锅炉系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 能源与环境现状
• 1.1.2 节能减排与可持续发展
• 1.2 新能源的利用方案提出
• 1.3 污水源热泵概述
• 1.3.1 污水源热泵原理
• 1.3.2 污水源热泵的优势
• 1.3.3 污水源热泵的缺点
• 1.4 污水源热泵国内外应用历史与发展
• 1.4.1 污水源热泵国外应用历史与发展
• 1.4.2 污水源热泵国内应用历史与发展
• 1.5 研究的内容及意义
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究意义
• 第2章 我国城市污水热能资源评估
• 2.1 城市污水排放的现状
• 2.2 城市污水作为低温热能资源的特点
• 2.3 城市污水热能回收利用的必要性
• 2.4 城市污水热能回收的意义
• 2.5 本章小结
• 第3章 集中供热条件的确定
• 3.1 研究对象概述
• 3.2 气象参数
• 3.3 热负荷
• 3.3.1 热指标
• 3.3.2 兰州市污水源厂供热面积的确定
• 3.3.3 热负荷
• 3.4 热负荷延续图
• 3.5 年耗热量
• 3.6 本章小结
• 第4章 污水源热泵供热系统技术的方案选优
• 4.1 污水取热量分析
• 4.2 热源优化比较研究
• 4.2.1 供热能力对比
• 4.2.2 热媒温度对管网投资的影响
• 4.2.3 热媒温度对散热器投资的影响
• 4.2.4 热泵利用率比较
• 4.3 调峰锅炉房的选择
• 4.4 联合运行方案分析
• 4.5 污水侧换热器的创新应用研究
• 4.5.1 波面传热板简介
• 4.5.2 波面传热板的应用研究
• 4.6 机房布置设计
• 4.7 本章小结
• 第5章 联合运行系统的综合评价
• 5.1 污水源热泵供热系统节能性评价
• 5.2 污水源热泵系统环保性能计算分析
• 5.3 污水源热泵系统经济性分析
• 5.3.1 各方案初投资
• 5.3.2 各方案系统运行费用
• 5.3.3 等年值
• 5.4 基于模糊分析法的综合评价
• 5.4.1 模糊分析法简介
• 5.4.2 模糊分析法综合评价污水源热泵系统
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士论文期间发表论文和取得科研成果
• 致谢