以CO_2为工质的热泵系统与中深层地热采暖技术_姜培学免费下载

27研 究 篇1、前言我国的可持续发展面临着巨大的能源挑战。2014年，我国的煤炭消费量为24.7亿吨标准煤，如此巨大的能源消耗是温室气体排放、能源紧张的源头，降低能源消耗总量是缓解能源紧张的关键因素。在我国的能源消耗总量中，建筑能耗占总消耗量的25%，其中制冷、供暖等占建筑能耗的60%，在欧洲，室内制冷、供暖占总能耗的30%以上。随着我国经济水平的提高，室内制冷、供暖的能源消耗总量会不断提高。以北京为例，2010年全市供暖面积6.7935亿m2，到2015年，则达到了8.5亿m2，这使得2015年北京市供热能源需求为天然气63-68亿m3(不含热电厂发电用气)，煤炭需求为283万吨标煤(不含电厂发电用煤)。在能源消耗总量不断提高的情况下，环境要求却越来越高。调整优化供热用能结构，提高可再生能源供热面积是解决供暖引起的能源、环境问题的终极方案。热泵是通过消耗一定量的高品位能量，从空气、地表水、地下水和土壤中吸收低品位热量向建筑或设备提供供热需求的一种设备。对于蒸汽压缩式热泵，其性能系数COPH=提供的热量/消耗的功，由于世界各国目前的电力供应皆来源于天然气、煤、石油等一次能源燃烧反应，因此理论上当热泵的供热系数大于发电厂的发电效率的倒数时，相对于燃烧化石燃料热泵就是节能的。以CO2为工质的热泵系统与中深层地热采暖技术□ 二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室 热科学与动力工程教育部重点实验室□ 清华大学热能工程系 姜培学 张富珍 胥蕊娜 王振川 赵陈儒项目支持：国家863计划项目（2006AA05Z416）及教育部科学技术重大项目（306001）摘要关键词在我国北方城镇地区，采暖能耗在建筑能耗中占比最大，使得每到秋冬季节北方地区就深陷“霾伏”。提高用能效率和利用可再生能源是节能减排的两条途径。以CO2为工质的热泵系统是一种以自然工质为制冷剂的节能设备。本课题组从理论和实验两个角度对综合利用太阳能、空气能和地热能的CO2热泵在制冷、采暖以及制取热水方面的性能进行了研究。结果显示在制冷以及采暖应用方面，虽然CO2热泵的制冷系数和制热系数难以与传统制冷剂竞争，但是CO2热泵系统可以在更低的温度下工作，此外，如果采取将采暖和提供热水结合起来的分段供热和梯级用能设计，可有效提高CO2热泵系统的用能效率；CO2热泵在制取热水方面具有独一无二的优势，既可获得较传统制冷剂更高的热泵系数，还可制取传统热泵热水器难以企及的高温热水，并且在更低的温度下也可以正常工作。本文对中深层干热...