VM循环热泵在分布式能源系统中的应用研究

发布时间：2017-10-17 01:17

  本文关键词：VM循环热泵在分布式能源系统中的应用研究

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【摘要】：分布式能源系统可布置在用户侧,提供多种能源产品以满足用户需求,具有能源利用效率高、投资小、损耗低和环境友好等特点。但是对于小容量分布式能源系统,现有的供热制冷设备存在选型困难的问题。因此本文进行VM循环热泵在分布式能源系统中的应用研究,以提高能量的梯级利用,缓解能源紧张和环境污染问题。以北京郊区某100m~2独立住房为例,根据标准规范,计算得到其所需的冷、热、电及热水负荷。通过比较分析,采用沼气作为燃料,微型燃气轮机作为发电设备。设计了供热制冷设备分别为压缩式、溴化锂吸收式和VM循环热泵的三种方案。采用MATLAB语言编程计算了这三种方案在额定工况下的热力学性能。结果表明:采用压缩式热泵的方案一,由于无法有效利用余热,平均热效率为60.02%,平均?效率为27.78%,未达到分布式能源系统的一般水平。采用溴化锂吸收式热泵的方案二,其平均热效率为85.32%,平均?效率为41.92%,具有良好的热力学性能。而采用VM循环热泵的方案三,平均热效率为89.91%,平均?效率为42.82%,是三种方案中最高的。为全面评价这三种方案,选取经济性、技术性和环保性三个一级指标及相应的十二个二级指标进行了模糊综合评价。综合评价结果为方案二最优综合值为0.8273,方案三处于中间水平综合值为0.7959,方案一排在最后综合值为0.7647。但是溴化锂吸收式热泵的容量限制了方案二的应用,所以方案三在实际应用中是很好的选择。在实际应用中用户的负荷需求会发生变化,系统往往会出现微型燃气轮机与VM循环热泵之间的功率匹配问题。因此本文通过分析VM循环热泵分布式能源系统的负荷特性,研究采用蓄电装置、补燃装置和烟气换热器冷却装置对系统结构进行完善,使VM循环热泵分布式能源系统在实际运行中满足用户负荷变化的需求。
【关键词】：VM循环热泵 分布式能源系统 热力计算 模糊评价 优化
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU83
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 本课题研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 维勒米尔循环热泵研究现状11-12
• 1.2.2 分布式能源系统研究现状12-14
• 1.3 本课题研究内容14-16
• 第2章 分布式能源系统的方案构建16-28
• 2.1 分布式能源系统概述16-17
• 2.2 用户参数选择及负荷计算17-19
• 2.2.1 用户主要参数选择17
• 2.2.2 基于面积指标法的负荷计算17-19
• 2.3 系统构建分析19-24
• 2.3.1 系统燃料分析19
• 2.3.2 系统发电设备分析19-20
• 2.3.3 三种热泵介绍20-24
• 2.4 三种分布式能源系统工作流程介绍24-27
• 2.4.1 采用压缩式热泵的分布式能源系统工作流程介绍24-25
• 2.4.2 采用溴化锂吸收式热泵分布式能源系统工作流程介绍25-26
• 2.4.3 采用VM循环热泵的分布式能源系统工作流程介绍26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 三种方案分布式能源系统热力学计算28-44
• 3.1 系统热力学模型建立28-32
• 3.1.1 系统简化处理方法28
• 3.1.2 系统主要部件数学模型28-30
• 3.1.3 系统主要计算参数30-32
• 3.2 方案一热力学计算及分析32-34
• 3.2.1 压缩式热泵建模32-34
• 3.2.2 方案一冬夏季参数计算34
• 3.2.3 方案一热力学性能分析34
• 3.3 方案二热力学计算及分析34-37
• 3.3.1 溴化锂吸收式热泵建模34-35
• 3.3.2 方案二冬夏季参数计算35-37
• 3.3.3 方案二热力性能分析37
• 3.4 方案三热力学计算及分析37-41
• 3.4.1 VM循环热泵建模38
• 3.4.2 方案三冬夏季参数计算38-40
• 3.4.3 方案三热力学性能分析40-41
• 3.5 三种方案热力学性能参数比较41-42
• 3.6 本章小结42-44
• 第4章 三种方案分布式能源系统模糊综合评价44-55
• 4.1 模糊综合评价模型建立44-47
• 4.1.1 模糊综合评价一般过程44
• 4.1.2 评价指标的归一化计算方法44-45
• 4.1.3 指标权重计算方法45-47
• 4.2 三种方案模糊评价实例分析47-53
• 4.2.1 评价指标选择47-49
• 4.2.2 指标初始值49
• 4.2.3 指标归一化计算及分析49-51
• 4.2.4 权重计算及分析51-52
• 4.2.5 综合评价值比较52-53
• 4.3 本章小结53-55
• 第5章 基于VM循环热泵的分布式能源系统变工况特性分析55-63
• 5.1 系统变工况分析55-58
• 5.1.1 冬夏季主要影响因素分析55-56
• 5.1.2 变工况计算及分析56-58
• 5.2 系统优化58-61
• 5.2.1 系统主要优化措施58-59
• 5.2.2 系统优化分析59-61
• 5.3 本章小结61-63
• 第6章 结论与展望63-65
• 6.1 结论63-64
• 6.2 展望64-65
• 参考文献65-70
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作70-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果71-72
• 致谢72

【参考文献】

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本文编号：1045980