1、能源塔熱泵系統(tǒng)在天津地區(qū)的供暖適用性研究AnalysisonHeatingApplicabilityofEnergyTowerHeatPumpSysteminTianjin學(xué)科專業(yè)：供熱、供燃?xì)?、通風(fēng)及空調(diào)工程研究生：李金洋指導(dǎo)教師：張歡教授天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院二零一五年十二月一夸一直牛T一月摘要傳統(tǒng)的風(fēng)冷空氣源熱泵因?qū)?yīng)用環(huán)境限制較少且節(jié)能環(huán)保，是目前應(yīng)用較為廣泛的熱泵型式，但是在冬季制熱工況時(shí)存在結(jié)霜問題，對(duì)能效有很大影響。能

2、源塔熱泵綜合了空氣源熱泵與水源熱泵的特點(diǎn)，通過加設(shè)能源塔設(shè)備，利用冰點(diǎn)低于0℃的載冷劑溶液從空氣中取熱，很好地解決了結(jié)霜問題，提高了能效比。但目前該系統(tǒng)主要應(yīng)用于華中、華東等冬季低溫高濕地區(qū)，而在天津等北方地區(qū)應(yīng)用尚不廣泛。本文以開式逆流能源塔為研究對(duì)象，基于空氣與溶液直接接觸發(fā)生熱質(zhì)交換的原理與過程建立了數(shù)學(xué)模型，并通過理論研究與工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定了相關(guān)模型參數(shù)，運(yùn)用Matlab軟件對(duì)模型求解，進(jìn)行了相關(guān)數(shù)值模擬分析。之后，選擇天津某建

3、筑，以空氣源熱泵系統(tǒng)為比較對(duì)象，對(duì)能源塔熱泵系統(tǒng)在天津地區(qū)供暖期的運(yùn)行能耗進(jìn)行了計(jì)算，并以經(jīng)濟(jì)性與節(jié)能性為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)兩種系統(tǒng)進(jìn)行了對(duì)比分析。研究表明：對(duì)于能源塔熱泵系統(tǒng)而言，機(jī)組運(yùn)行能效主要受室外氣象參數(shù)的影響。天津相較于目前能源塔熱泵系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛的地區(qū)，室外氣象參數(shù)主要有三個(gè)特點(diǎn)：1干球溫度較低；2濕球溫度較低；3晝夜溫差較大。其中，較低的干球溫度下機(jī)組較難從空氣中取熱，使蒸發(fā)溫度較低，COP較低。隨著溫度的上升，COP會(huì)隨之升高。

4、但當(dāng)溫度上升到一定值后，由于負(fù)荷率降低至01～O2以下，機(jī)組受低負(fù)荷率的影響較為顯著而使COP下降。因此，干球溫度對(duì)機(jī)組COP的影響由上述兩個(gè)因素影響程度的相對(duì)大小決定；濕球溫度較低同樣使得能源塔熱泵系統(tǒng)較難從空氣中取熱，并且較低的濕球溫度下空氣源熱泵相對(duì)不易結(jié)霜，使得能源塔熱泵系統(tǒng)相比于空氣源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)越性被減弱，這也是影響能源塔在天津地區(qū)適用性的主要因素；晝夜溫差較大，主要影響的是機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，對(duì)于能源塔熱泵系統(tǒng)與空氣源熱泵系