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1、分类号U D C密级烈漠射手篓夫哮硕士学位论文地下水源热泵的水源问题研究及能耗模拟S t u d yo nt h eW a t e rS o u r c ea n dt h eE n e r g yC o n s u m p t i o nS i m u l a t i o no ft h eG r o u n d w a t e rH e a tP u m p si nW u H a n赵峰指导教师姓名：邵林广教授武汉科技大学城建学院申请学位级别论文定稿日期学位授予单位学位授予日期文远高教授武汉科技大学城建学院答辩委员会主席评阅人武汉科技大学硕士学位论文第1 页捅要近几年来，地下水源热泵系统
2、因其具有能耗低、污染小、运行稳定可靠等特点而被广泛采用。但是地下水源热泵系统因受地质条件、初期投资高等因素影响，使其低能耗的特点没有突显出来。因此，必须对地下水源热泵系统的水源问题和年能耗进行研究，以确定其在某一特定地区推广的可能性。在分析地下水源热泵的基础上，对地下水源热泵系统所用水源的地质情况、水质要求进行讨论，提出地下水源热泵用地下水水质标准和相应的水质处理措施。采用温频法对武汉地区地下水源热泵系统的全年能耗进行模拟。以武汉近十五年的气象数据为依据，计算出武汉地区以2 为温频段的全年和一班制温频数据。在此基础上，模拟武汉一办公楼空调系统全年耗电量，与空气源热泵进行比较，地下水源热泵系统较
3、空气源热泵系统夏季节能2 3 2 6 ，冬季节能1 9 0 9 。对建筑功能不同的两个应用地下水源热泵的工程实例进行分析：地下水源热泵系统机房设备中，热泵机组的用电量占整个机房用电量的6 8 2 9 ；办公楼空调系统夏季耗电量高于住宅楼：窗墙比为3 5 的办公楼空调系统较窗墙比为8 0 的节能5 4 ，减小窗墙比可以大大降低空调能耗。针对使用地下水源热泵可能存在的问题，如地下水源问题、井的老化、回灌等，提出相应的解决措施。关键词：地源热泵地下水武汉温频法能耗模拟第1 I 页武汉科技大学硕士学位论文A b s t r a c tT h eg r o u n d w a t e rh e a tp
4、 u m ps y s t e m s ( O W H P s ) w e r ew i d e l ye x t e n d e di nt h er e c e n ty e a r sf o ri t sr e l i a b i l i t yo fr u n n i n g ，l o we n e r g y c o n s u m p t i o n ，l e s sc o n t a m i n a t i o ne t c T h ea p p l i c a t i o no ft h i ss y s t e m ，h o w e v e r , w a sr e s t
5、r i c t e db yt h eh i g hc o s to fi n i t i a lc a p i t a li n v e s t m e n ta n dg e o l o g i c a lc o n d i t i o n s C o n s e q u e n t l y , s t u d y i n go nt h ew a t e rs o u r c ea n da n n u a le n e r g y c o n s u m p t i o no fh e a tp u m ps y s t e m ss h o u l db ei n t e n s i
6、 f i e d ，t h e nt h ep o s s i b i l i t yo fs p r e a d i n gi ns o m ea r e a sc o u l db ec o n f i r m e d B a s i n go nt h ea n a l y s i so ft h eG W H P s ，t h eg e o l o g i c a lc o n d i t i o n sa n dd e m a n df o rt h eG W H P sw e r ed i s c u s s e d ，f u r t h e r m o r e ，ac r i t
7、 e r i aa n dt h ec o r r e s p o n d i n gm e a s u r e m e n to fw a t e rt r e a t m e n tw e r ep r o p o s e df o rt h eG W H P s T h eB I Nm e t h o dw a sa d o p t e dt os i m u l a t et h ea n n u a le n e r g y - c o n s u m p t i o no fG W H P s B a s i n go nt h ew e a t h e rd a t ao fas
8、 t a n d a r dy e a ri nW u h a n ，w h i c hd e r i v e df r o mt h ed a t ao ft h el a s t1 5y e a r s ，t h ed a t af o r t h eB I Nm e t h o do fa n n u a la n d8 - h o u r ss y s t e mw e r ec a l c u l a t e d T h ea n n u a le n e r g y - c o n s u m p t i o no fa no f f i c eb u i l d i n gi n
9、W u h a nw a so b t a i n e da n dc o m p a r e dw i t ht h ep a l m e ro ft h ea i r - s o u r c eh e a tp u m ps y s t e m s ，t h er e s u l ts h o w st h a tt h ee n e r g yc o n s u m p t i o no ft h ef o r m e rw a sa p p r o x i m a t e l yl e s st h a nt h es e c o n d2 3 i ns u m m e ra n d1
10、 9 i nw i n t e r C a s ea n a l y s i sb e t w e e nt h et w od i f f e r e n tf u n c t i o n a lb u i l d i n g sf o rt h ea p p l i c a t i o no fG W H P sw a sp e r f o r m e d ，t h ec o n s u m p t i o no fe l e c t r i c i t yo ft h eh e a tp u m pu n i tw a st h em a x i m a la m o n gt h ee
11、 q u i p m e n to fG W H P s ，a c c o u n tf o ra b o u t6 8 2 9 t h r o u g ho u tt h es y s t e m s T h ec o n s u m p t i o no fe l e c t r i c i t yo ft h ea i rc o n d i t i o n i n gs y s t e m so fo f f i c eb u i l d i n gw a sg r e a t e rt h a nt h er e s i d e n c e s T h ee n e r g yc o
12、n s u m p t i o no fw h i c ht h er a t i oo fw i n d o wt ow a l li s3 5 w a sl e s s5 4 t h a nt h o s ew h i c ht h er a t i oi s8 0 T h i si n f e rt h a tr e d u c et h er a t i oo fw i n d o wt ow a l lc o u l dm a r k e d l yt a k ef r o mt h ee n e r g yc o n s u m p t i o no fa i rc o n d i
13、 t i o n i n gs y s t e m s F i n a l l y , t h er e l e v a n ts o l u t i o nc o n c e r n i n gt h ep o s s i b l ep r o b l e mo fG W H P s ，e g u n d e r g r o u n dw a t e rr e s o u r c e ，a g i n go fw e l l ，i n j e c t i o nw a ss u g g e s t e d K e y w o r d s ：G r o u n d S o u r c eH e
14、 a tP u m p s ，u n d e r g r o u n dw a t e r , W u H a n ，B I Nm e t h o d ，e n e r g yc o m s u m p t i o us i m u l a t i o n 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：丧舞矽f 年1 2 月r 日武汉科技大学硕士学位论文第1 页第一章前言1 1 建筑能耗与可持续发展经济和社
15、会的发展离不开能源，在全世界日益增长的能源消耗中，无论是工业发达国家还是发展中国家，建筑能耗都是一个国家总耗能的重要组成部分。有关数据表明( 表1 1 ) 1 1 ：在欧美一些发达国家建筑物的能耗约占一个国家总能耗的3 0 5 0 。住宅建筑能耗中【2 】采暖、通风和空调耗能占6 5 ，热水1 5 ，照明、电视1 4 ，厨房炊事6 。表l _ 1建筑能耗占总耗能的比例我国建筑业耗能量约占总耗能的2 5 f 3 1 ，其中暖通空调的使用能耗占建筑能耗量的一半以上。据统计【4 】，武汉市空调能耗占建筑总能耗的2 2 3 3 7 9 4 1 ，平均空调能耗为4 2 9 0 。随着我国经济的发展，建筑
16、能耗占总能耗的比重和暖通空调能耗占建筑能耗的比重都将不断增长。因此，解决全国能源紧张的问题，从空调系统着手是个重要方面。纵观当今世界范围内空调技术研究的重点，从可持续发展的角度出发，“节能”与“环保”的重要性目益受到重视。热泵作为一种回收和利用低位热能的有效手段之一，既可以在夏季制冷，又可以在冬季制热，同时还具有高效、节能、环保等优点，所以在暖通空调工程中的应用也E l 益增多。常用空调冷热源主要有：空气、地表水、地下水和太阳能等。相对于地球表面的空气和水来说，地下含水层( 一般在地下l O 米以下) 温度相当于该地区全年空气平均温度，且不受季节变化的影响。因此，使用地下含水层储藏夏季的太阳能来满足冬季采暖的需要不失为一种高效利用太阳能的好办法。地下水源热泵即主要采用地下水作为冷热源，水温不受气候变化的影响，常年比较稳定。同时，与空气等其它热源相比，水的比热容最大，传热性能最好。所以，在诸多热泵种类中，地下水源热泵的能效比是最高的。因此，近年来地下水源热泵在我国得到迅猛发展。但
