1绪论
1.1研究背景与意义
热泵是一种将低温热源的热能转移到高温热源的装置。通常热粟所利用的低温热源就是我们周围的介质一土壤、江、河、湖、海水或空气，也包括工业废热。由于当前全世界共同面临着严峻的能源与环境问题，使得热泉这种可以有效利用自然界中难以被直接应用的各种低品位能源的技术，在最近这些年中得到了迅猛的发展，并持续成为国内外学者的研究热点之一。对于以江、河、湖、海水等作为低位热源的热泵系统而言，由于低位热源资源总量很大但分布比较集中，为能充分利用这些廉价的低位热能，经常要采用热菜区域供热（冷）系统（除特别说明外，本论文中所说的热栗系统指的是电动热泉系统），该系统在规划设计合理时能够在节能减排等多方面取得取得良好的效果，具体来说，主要表现在以下几个方面：首先，表现在减少市区直接燃煤污染方面。
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1.2热泵区域供热（冷）系统在能耗方面的研究现状
1.2.1系统的应用与能效状况
目前专门针对热泵区域供热（冷）系统方面的研究相对较少，一个原因是由于这样的系统一般要求附近具有总量巨大且集中分布的低品位能源资源（如江、河、湖、海水等），还有一个比较重要的原因就是这类区域规模的热泵系统由于增加了区域供热（冷）管网，在不同程度上抵消了热泵系统的节能效果，尤其在区域供冷时，管网循环泵驱动冷水在管网内循环流动的绝大部分能量最终都耗散到所输送的冷水中，抵消了部分输送冷量，这种负作用在日本的实际工程测试中也得到了验证[9]，从而使得系统的总体能效进一步降低，目前关于区域供冷系统的节能问题也因此仍存在较大争议。
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2热泵区域供热（冷）系统及其节能预评价
2.1热泵区域供热（冷）系统的节能评价研究
2.1.1系统节能评价研究中的问题
热泵区域供热（冷）系统是由热泵热源、区域管网和用户三个子系统组成，从区域管网与用户连接方式角度可将系统分为直接式与间接式两大类，本论文主要针对直接式系统进行研究，其典型的系统示意图如图2.1所示。
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2.2热泵区域供热系统的节能预评价
在对热泵区域供热系统进行节能评价时，应将该系统与我国北方地区经常采传统锅炉房区域供热系统进行对比。虽然热泵区域供热系统能够效利用各种低品位热源中的热量，但却不能据此直接得出该系统一定可以取得节能效果的结论，原因主要有以下三个方面：第一，采用热粟区域供热系统时，热水供回水温差通常比采用锅炉房供热系统时的温差小得多，这样在输送相同的热负荷时，热粟系统所需的热水流量就变得很大，热水循环粟的能耗也必然随之增大。
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3 区域供热（冷）管网主干线管径的优化计算......................72
3.1区域供热（冷）管网主干线管径的分段优化模型.................72
3.2管网主干线管径的分段优化模型的算例验证.....................81
3.3管网主干线管径的分段优化模型的特点分析.....................98
3.4本章小结...................................................99
4热泵机组组合的节能优选......................................101
4.1热泵机组组合的节能优选方法概述............................101
4.2固定热泵机纽组合吋最优动态负荷策略的求解....................102
4.3热泵机组组合方案的优选...................................112
4.4低位热源温度对泵机组组合节能优选的影响.....................115
4.5用户负荷特性对热泵机组组合节能优选的影响..................117
4.6本章小结...................................................119
5热泵区域供热（冷）系统的能耗耦联优化与节能评价
5.1热泵区域供热（冷）系统的能耗耦联优化概述
对于单体建筑而言，利用各种热泉系统供热（冷）一般都可以取得较好的节能效果，然而，对于热栗区域供热（冷）系统来说，需要增设室外管网及管网循环泵对热栗机组产生的热（冷）量进行输配。相对于单体建筑的热泵系统而言，此管网循环粟的能耗是一种“额外”支出，并且在供冷时还会抵消部分传输的冷量，因此，当区域的规模达到一定程度时，它完全有可能抵消热粟机组由于利用各种低位热源而产生的节能效果。所以，对热泵区域供热（冷）系统的整体能耗进行合理评估，对于该系统的节能评价来说就显得至关重要。同时，从上一章对热粟机组组合节能优化的研究结果可以发现，系统优化与否对其能耗具有明显影响，所以，对热泵区域供热（冷）系统进行整体能耗优化是该系统的合理评估与节能判断的前提和基础。
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结论
作为一种重要的可再生能源的利用方式，各种热泵供热（冷）技术近年在国际上得到了迅速的发展，也成为国内外供热（冷）领域的研究的焦点之一。同时，为使一些相对集中的低位热源（海水、湖水等）能够得到更充分的利用，以便为更多的用广提供热（冷）量，经常要采用热粟区域系统，特别是由于我国人口密度大的基本国情而导致许多地区的建筑密度很大，因而对区域供热（冷）的需求更为迫切。然而，对于热泵区域供热（冷）系统的节能性问题，在学术界和工程界目前都仍存在较大的争议。显然，该热泵区域系统的节能性要在与传统系统的比较中才能反映出来，这时有一个关键问题必须要解决，即：待比较的热泵区域供热（冷）系统是一个经过节能优化的系统，否则热泵区域系统没有显显示其节能性时，将无法说明是由于该系统本身就是一个设计和/或运行不良的系统，还是此时该系统确实起不到比传统系统更节能的效果。
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参考文献（略）