寒冷地区地源热泵系统的生命周期影响评价

发布时间：2017-04-28 06:01

  本文关键词：寒冷地区地源热泵系统的生命周期影响评价，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着人们对舒适性要求的提高,用于改善室内环境的空调系统能耗也逐年增加。生活环境的日益恶劣和资源能源的短缺,让人类意识到节能环保的重要性。由于地热能具有运行效率稳定、节能节水、清洁环保等诸多优点成为研究的焦点。然而地源热泵系统的初投资较大,推广应用受到了很大的限制,弄清楚地源热泵系统对环境的影响和节能量对推动地源热泵系统的发展有着重大意义。本文构建了寒冷地区地源热泵系统的生命周期影响评价模型。把地源热泵系统分成了四个子系统,包括地热能交换系统、建筑物内管道系统、机房设备与辅助加热装置和末端装置系统。分别确定了四个子系统的系统边界与研究范围,划分了四个子系统的生命周期影响较大的阶段,忽略了影响较小的阶段。用EnergyPlus软件,基于实验平台构建了寒冷地区典型地源热泵系统模型,对该典型系统进行了一年的冷热负荷模拟与运行能耗模拟,得到运行及维护阶段各个设备的耗电量。对典型的地源热泵系统进行了能耗分析,结果表明,整个系统的原材料生产及运输阶段与运行维护阶段的能耗占总能耗的比例最大,分别为13.4%和86.3%,设备生产安装及运输阶段和报废处理阶段的能耗占整个生命周期的比例很小,总计约为0.3%。此外,对典型的地源热泵系统进行了生命周期影响评价。结果表明,地源热泵系统所有环境影响类型影响潜值最大的阶段是运行及维护阶段,占80%以上,其次是原材料生产及运输阶段,占15%左右,并分析了各个生命周期阶段不同环境影响类型所占的比例。最后,对典型地源热泵系统在系统设计与运行管理的运行控制,提出节能减排建议。用EnergyPlus模拟了提升夏季空调设计温度和风机盘管间歇运行的控制策略的运行能耗,计算了两种策略的节能率。跟典型地源热泵系统的运行能耗相比,提升夏季空调设计温度的节能率为14.1%,风机盘管中午间歇运行的节能率为5.7%。
【关键词】：地源热泵 生命周期影响评价 能耗 EnergyPlus模型 动态模拟
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【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
• 1 绪论10-18
• 1.1 课题研究的目的和意义10-11
• 1.2 地源热泵技术的发展11-13
• 1.2.1 国内地源热泵技术的发展概况11-12
• 1.2.2 国际的地源热泵技术发展概况12-13
• 1.3 基于生命周期评价的地源热泵系统的国内外研究现状13-15
• 1.3.1 基于LCA的地源热泵系统的国外研究现状13-14
• 1.3.2 基于LCA的地源热泵系统的国内研究现状14-15
• 1.4 存在的问题15-16
• 1.5 本文主要内容16-18
• 2 生命周期评价理论与构建Energy Plus模型18-26
• 2.1 生命周期评价18-23
• 2.1.1 目标与范围的确定19-20
• 2.1.2 清单分析20-21
• 2.1.3 生命周期影响评价技术步骤21-22
• 2.1.4 影响评价模型方法22
• 2.1.5 生命周期解释22-23
• 2.2 Energy Plus软件23-26
• 2.2.1 Energy Plus简介23-24
• 2.2.2 在Energy Plus中模型的建立24-26
• 3 寒冷地区地源热泵空调系统生命周期评价26-41
• 3.1 研究目标26
• 3.2 地源热泵空调系统的研究范围26-27
• 3.3 子系统边界及清单27-40
• 3.3.1 地热能交换系统的系统边界及清单27-31
• 3.3.2 建筑物内管路系统的系统边界及清单31-34
• 3.3.3 末端装置的系统边界及清单34-39
• 3.3.4 机房设备与辅助加热装置系统的系统边界及清单39-40
• 3.4 地源热泵系统生命周期影响评价40-41
• 4 寒冷地区典型地源热泵系统的生命周期影响评价41-59
• 4.1 典型实验平台的Energy Plus模拟41-51
• 4.1.1 建筑模型及冷热负荷计算42-46
• 4.1.2 运行能耗模拟46-49
• 4.1.3 能耗模拟结果49-51
• 4.2 典型地源热泵系统清单分析51-53
• 4.2.1 地热能交换系统清单分析51-52
• 4.2.2 建筑物内管道系统清单分析52
• 4.2.3 末端装置清单分析52-53
• 4.2.4 机房设备及辅助装置的清单分析53
• 4.3 地源热泵系统的清单数据整合53-55
• 4.4 地源热泵系统的能耗分析55-56
• 4.5 典型地源热泵系统生命周期影响评价56-59
• 4.5.1 环境影响类型56
• 4.5.2 环境影响评价56-59
• 5 地源热泵系统的运行控制与节能减排建议59-63
• 5.1 地源热泵系统的运行控制策略59-61
• 5.1.1 提高夏季空调设计温度59-60
• 5.1.2 夏季风机盘管间歇运行60-61
• 5.2 节能减排建议61-63
• 5.2.1 系统的设计61
• 5.2.2 运行管理61-63
• 6 结论与展望63-65
• 6.1 结论63-64
• 6.2 展望64-65
• 参考文献65-68
• 攻读硕士期间参与科研项目及发表学术论文情况68-69
• 致谢69

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1 王天华;寒冷地区地源热泵系统的生命周期影响评价[D];辽宁工业大学;2016年

  本文关键词：寒冷地区地源热泵系统的生命周期影响评价，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：332218