论文部分内容阅读
随着我国对可持续发展的要求越来越高,绿色清洁能源的优势非常明显,其中地热是绿色清洁能源的代表之一。水源热泵使用浅层地热能源,避免了传统空调系统引发热岛效应,会带来很好的环境和社会效益。本文以吐鲁番盆地为研究对象,探讨在干燥炎热区使用水源热泵系统进行制冷的可行性,为我国大规模开发浅层地热资源提供参考。吐鲁番盆地是我国的热极,其独有的地形地貌造成该区域炎热、降水少而蒸发量巨大的特点。本文通过搜集吐鲁番盆地的热环境资料,利用现场和室内实验掌握该区域的岩土热环境情况。分析了水源热泵对水资源的需求条件并进行工艺设计,确定水源热泵在吐鲁番盆地进行制冷的可行性。利用FLUENT软件构建水源热泵尾水排放模型,掌握河流温度场变化规律并对排放口布置提出合理建议。具体结论如下:（1）通过对吐鲁番盆地进行热环境调查和室外、室内岩土热环境实验,证明了吐鲁番盆地利用水源热泵进行制冷的可行性。采集了木头沟胜金口河段河流信息,计算得到木头沟胜金口河段的理论最大供冷能力为0.32×104kW。（2）以木头沟胜金口河段水资源条件情况为基础,比较分析闭式水源热泵系统和开式水源热泵系统在该区域应用的可行性,最终确定开式水源热泵系统。充分考虑木头沟胜金口河段的实际情况,确定采用渗滤取水方式。针对开式水源热泵系统进行了管路、水泵、蒸发器和换热器的工艺设计。重点针对间接式水源热泵系统中板式换热器进行了设计计算,设置方式为热水流程数m1=8、冷水流程数m2=4和热水通道数n1=4、冷水通道数n2=8。（3）利用FLUENT软件建立其水源热泵尾水排放数学模型,掌握了水源热泵尾水排放对水环境的影响规律,为排放口的布置提供基础依据。当河流流速一定时,在满足基本使用的情况下,可以通过降低水源热泵排水速度来减少对水环境的影响;当排水口过水断面面积一定时,垂直布置排放口、减小排放口的角度和多排放口对水环境影响更小;在进行排放口数量设置时,综合考虑开挖工程量、造价等多方面的因素,最适宜的排放口数量为二个或者三个;水源热泵尾水排放流量一定时,在进行两个排放口间距设置时,最适宜的间距为40m左右。