地热利用及相关技术分析评价-热能工程专业论文.docxVIP

河北工业大学硕士学位沦文 河北工业大学硕士学位沦文 地热利用及相关技术分析评价 地热利用及相关技术分析评价 i i PAGE PAGE vi 地热利用及相关技术分析评价 摘 要 目前，环境污染和能源匮乏是世界各国急需解决的重大问题，地热作为一种清洁可持 续的能源,越来越受到各个国家的重视。我国的地热利用技术经过30多年的发展已经取得 了许多巨大的突破，但是与国外的先进技术相比， 还存在一定的差距，各地区技术发展 不均衡，低温地热资源在开发利用中出现了能量浪费、环境污染、技术水平低下、系统使 用寿命短以及经济性差等问题。 本文针对地热资源利用中的相关技术问题，主要做了以下的工作： （1）针对浅层地热能的开发利用，介绍了地下水源热泵的概念及工作原理。针对具 体的地下水源热泵系统，分别利用建筑能耗模拟软件DeST和BIN法对建筑物进行了能耗模 拟，对结果进行了对比分析，计算出了项目的全年逐时负荷，得到了系统的负荷特性，冬 季负荷大于夏季负荷，是系统设备选型的依据，可根据情况增设调峰设施。 （2）针对深层地热水的利用情况，以特定出口温度和流量的地热井为目标，提出了 地热梯级利用系统的可行性方案。运用最优化理论，以单位供热量的投资费用最小为优化 目标，建立了系统的目标-优化函数，用MATLAB软件求解出了各级的最佳回水温度，其中 地热水的第一级回水温度为50℃，从优化结果可以看出，系统的第一级地热回水温度影响 着板式换热器和散热器的换热面积，同时也影响系统供热量的大小，是系统优化的关键参 数。根据系统的优化结果，求得了第二级和第三级的板式换热器的面积分别为93.00m2 和 46.50m2。 （3）根据河北省地热资源的特点和地源热泵的应用条件，指出了适宜不同地源热泵 形式的应用区域；提出了适合河北省地区应用的地热梯级利用方案，可以为河北省地热资 源的开发和利用提供参考。 关键词：地下水源热泵，能耗模拟，负荷特性，MATLAB 优化，梯级利用 THE ANALYSIS AND EVALUATION ON GEOTHERMAL UTILIZATION AND ITS RELATIVE TECHNOLOGIES ABSTRACT At Present, the environmental pollution and the lack of sustainable energy have become necessary problems in every country all over the world; increasingly importance has been attached to geothermal energy, which is a kind of clean and sustainable energy. Through 30 years’ development, geothermal direct utilization technology in China has made enormous breakthroughs. However, there is still a large gap in low-temperature geothermal technology compared with foreign countries; the areas where technological development is not balanced, making low-temperature geothermal resources occur energy dissipation, environmental pollution, low level of technology, the shortage of system life and low economy in the development a nd utilization. Aimed at the above-mentioned problems in the utilization of low-temperature geothermal resources, the following tasks are mainly completed in this paper: Aimed at the utilization of shallow geothermal energy, the operating principle of groundwater source heat pump was presented. Take a investigating project as model, using the