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地源热泵在夏热冬冷地区地铁车站中应用技术研究
| 论文题名： | 地源热泵在夏热冬冷地区地铁车站中应用技术研究 |
| 关键词： | 地铁车站;地源热泵;系统模型;能耗分析 |
| 摘要： | 城市轨道交通系统因其运量大、速度快、低污染等特点，近年来受到越来越多的社会关注。但值得注意的是，地铁系统在给人们生活带来方便的同时，也消耗了大量的能源，其中空调系统能耗占整个地铁运营能耗的30％以上。而目前我国已建、在建地铁车站主要集中在夏热冬冷地区，因此降低夏热冬冷地区地铁车站空调系统运营能耗，对城市轨道交通系统节能减排、节约运营费用具有重要的意义。而地源热泵系统作为目前广泛使用的可再生能源系统，具有技术成熟，经济效益好等特点。因此针对地源热泵技术在夏热冬冷地区地铁车站中应用进行研究，是一个值得关注的课题。 与使用地源热泵系统的普通建筑不同，夏热冬冷地区地铁车站因其冬季不供热的特点会导致热量大量堆积在土壤中，影响地源热泵系统长久、高效运行。针对这一问题，本文采用以冷却塔作为辅助散热装置的地埋管-冷却塔系统为夏季车站提供冷量。并利用Dest软件和TRNSYS软件针对位于夏热冬冷地区的武汉地铁2号线某车站分别建立了夏热冬冷地区地铁车站能耗模型和地源热泵系统模型。根据建立的两个模型本文主要研究了以下几点： 第一，通过理论和Dest模拟结果分析，研究了地铁车站中的能耗组成及其所占比例，并得到了位于夏热冬冷地区的某地铁车站逐时最大冷负荷和全年累计冷负荷。 第二，通过工程实例进行设计计算和设备选型，并根据设备选型参数建立了TRNSYS系统模型，该模型具有一定的普适性，对地铁车站地源热泵系统设计计算具有参考验证作用。 第三，通过TRNSYS模型对地源热泵系统土壤温度曲线，地埋管出口流体温度及系统能耗进行研究，得到适用于夏热冬冷地区地铁车站地源热泵系统控制方案。 第四，针对夏热冬冷地区地铁车站分别使用地源热泵系统与传统冷水机组，并对其进行经济环境效益分析。结果表明在夏热冬冷地区地铁车站使用地源热泵系统每年可以降低空调系统22.9％的用电量，年运行投资费用节约1.97万元。同时当碳交易机制完全建立起来以后，具有每年带来71.5万元碳交易收益的潜力，经济环境效益显著。 通过以上研究，确定了地源热泵系统在夏热冬冷地区地铁车站中应用技术上可行、经济上合理、环境上效益显著，是值得推广的。 |
| 作者： | 刘思伦 |
| 专业： | 供热、供燃气、通风及空调工程 |
| 导师： | 王乾坤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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