【摘 要】
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基于现有地表水源热泵冬季水源温度过低时蒸发器易结冰的问题,提出一种新型冰源热泵系统,可利用低温地表水向建筑供热并大幅降低用水量,扩大了地表水源热泵应用范围。目前冰源热泵系统有两个关键问题待解决:一是供热季系统性能最高时含冰率取值问题,二是管内安全运输冰浆流速范围问题。为解决上述问题,本文主要研究内容与结果如下:首先,为研究系统供热季性能最高时含冰率取值问题,建立了冰源热泵系统TRNSYS模型,研究
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基于现有地表水源热泵冬季水源温度过低时蒸发器易结冰的问题,提出一种新型冰源热泵系统,可利用低温地表水向建筑供热并大幅降低用水量,扩大了地表水源热泵应用范围。目前冰源热泵系统有两个关键问题待解决:一是供热季系统性能最高时含冰率取值问题,二是管内安全运输冰浆流速范围问题。为解决上述问题,本文主要研究内容与结果如下:首先,为研究系统供热季性能最高时含冰率取值问题,建立了冰源热泵系统TRNSYS模型,研究含冰率对系统性能的影响。结果表明,含冰率为3.42%时系统供热季平均COP达到最高值2.955,相比优化前工况有5.95%的提升,可节能6.08%～34.37%,节水率达65.8%～77.2%。其次,为研究管内安全运输冰浆流速范围问题,建立了水平直管和90°弯管欧拉模型,研究多种因素对管道安全运输冰浆临界流速及冰浆流态的影响。结论如下:（1）冰晶粒径对临界流速的影响最显著;（2）初始含冰率与直管管长的影响较强;（3）管径与弯管曲率半径的影响微弱;（4）90°弯管的两种临界流速数值均低于同等条件下水平直管;（5）提高入口流速可显著提升冰浆运输安全性;（6）初始含冰率较高时继续提高含冰率不会明显降低冰浆运输的安全性。最后,根据研究成果对实际工程提出一些建议:（1）初始含冰率控制在10%～15%;（2）入口流速高于最不利工况下临界流速20%;（3）冰晶粒径小于0.2 mm;（4）管径大小确保入口流速大于最不利工况下临界流速20%;（5）出冰管道总长度小于50 m;（6）弯管曲率半径满足所用管材规范最小要求;（7）在管道中部增加弯管等扰动部件。
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