湖水源熱泵系統(tǒng)溫排水及承載能力的研究.pdf

1、可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能環(huán)保是全球發(fā)展的趨勢(shì)，開發(fā)利用可再生清潔能源是現(xiàn)階段重點(diǎn)研究課題。地表水源熱泵技術(shù)的低位熱源是地表水體，是一種節(jié)能、高效并且環(huán)保的綠色技術(shù)，具有十分廣闊的發(fā)展前景。隨著研究的展開，地表水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。與此同時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行過程中的溫排水排入受納水體，會(huì)給水體環(huán)境造成熱污染。湖泊、水庫、池塘等水體由于流動(dòng)性弱，生態(tài)環(huán)境相對(duì)來說更脆弱，溫排水的影響會(huì)更為明顯，嚴(yán)重者可能會(huì)導(dǎo)致水環(huán)境嚴(yán)重惡化，水生物死亡等后果。且水體

2、溫度上升也會(huì)影響機(jī)組系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低系統(tǒng)的節(jié)能性。所以，研究系統(tǒng)溫排水熱擴(kuò)散后湖體溫度場(chǎng)分布，從而研宄水體對(duì)負(fù)荷的承載能力，對(duì)保護(hù)水體生態(tài)環(huán)境、保證熱泵機(jī)組運(yùn)行的節(jié)能性與高效性具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文以福州某湖水源熱泵工程為研究對(duì)象，對(duì)湖水源熱泵系統(tǒng)的溫排水熱擴(kuò)散進(jìn)行了研究。分析了湖水源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用形式及特點(diǎn)，對(duì)水質(zhì)的要求及處理方法;根據(jù)氣象、水資源條件、工程特點(diǎn)確定了水體溫度模型的邊界條件;基于能量守恒、動(dòng)量守恒原

3、理，結(jié)合K-ε模型、壁面函數(shù)法等理論建立了溫排水熱擴(kuò)散溫度分布的三維數(shù)值模型。對(duì)湖體進(jìn)行簡(jiǎn)化后建立模型，應(yīng)用Gambit軟件對(duì)所建模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，利用Fluent軟件模擬了系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)湖水水溫的分布情況，對(duì)運(yùn)行穩(wěn)定后的湖水源熱泵系統(tǒng)的溫度場(chǎng)分布進(jìn)行模擬，得出湖體溫度場(chǎng)。
　　模擬計(jì)算結(jié)果可以看出，排水口深度對(duì)溫排水熱擴(kuò)散溫度分布有一定影響。排水口越靠近水面，越有利于水體的散熱，超溫范圍越小。因此排水口的設(shè)置應(yīng)盡量靠近水面。模擬結(jié)果