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復合熱源熱泵技術用于近海三用拖輪的可行性研究報告

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內容簡介
摘要 對航運公司來說,日益增加的燃油費用!環保規范的增多和激烈的競爭等, 使費用壓力顯著增加,從而導致他們追求節約費用的強烈欲望本文針對三用拖 輪的船舶特點,提出了將在陸地建筑物中使用的新型節能技術)熱泵用于該類 特定船舶冬季取暖的思路,并設計了一套船用復合熱源熱泵空調系統方案希望 能通過本文的研究,使得這種技術能在近海服務的三用拖輪上得以推廣應用,達 到節省燃油消耗,減少排放的目的,從而減少該類船舶的運行費用 首先,本文介紹了船舶空調冬季取暖的幾種常用方式,分析了目前船舶冬季 采用蒸汽取暖的初衷,介紹了熱泵的特點,并結合國內外相關課題的研究現狀, 從三用拖輪的特點出發,提出了采用熱泵技術用于該類特定船舶冬季取暖的思路 其次,介紹了熱泵的基本原理及評價參數,分析了海水源熱泵工作循環與影 響海水源熱泵的基本因素,明確了在實船使用海水源熱泵時,其低溫熱源的來源 是可以保證的隨后引入了帶經濟器的中間補氣準雙級壓縮熱泵循環,在此基礎 上,參照國家相關技術標準,推出復合熱源熱泵的模型,并簡單闡述了該循環實 現的基本思想針對三用拖輪實際,提出了復合熱源熱泵空調系統設計方案 再次,介紹了蒸氣壓縮式熱泵設計的主要內容,給出了通過熱力計算,確定 各工作參數的方法,給出了選型的一般方法和思路并以某三用拖輪為例,對復 合熱源熱泵空調系統設計方案進行相關的熱力計算和設備選型 最后,運用熱經濟性分析方法,對設計方案進行熱經濟性校核結果表明: 設計方案的節能性能很好,在節能角度上說是一種很好的裝置同時為了避免出 現/節能不省錢0,在技術方案提出后,本文選用投資回收年限分析法,對選用的 三用拖輪母型船進行復合熱源熱泵空調系統改造的投資回收期做了簡單的校核計 算,表明設計方案在經濟上是切實可行的 本文旨在通過對基于三用拖輪空調系統特點而設計的復合熱源熱泵方案進行 可行性分析,確定其運用的可行性,從而為這種技術用于實船提供參考 關鍵詞:復合熱源熱泵;低位熱能;取暖;熱經濟性分析英文摘要 ThefeasibleresearchofMultiPleSourceHeatPumPusedinTug& AnchorandSuPPlyvessel Abstraet Theinereasingeostoffuel,thestrietonenvironmentalnormsandtheinereasingin thefiereeeomPetition,theshiPPingeomP耐esfaeeeostPressures,resultingintheir Pursuitwiththestrongdesiretosavecosts.ThisPaperdescribescharacteristiesoftug& anehorandsuPPlyvessel,ProPosesnewenergy一savingteehnologieswhichusedinthe landbuildings一heatPumPcanbeusedinthisvesselanddesignsamarineMultiPle SourceHeatPumPsystemProgram.Throughthisstudy,thistechnologyeanbeapPlied intug&anchorandsuPPlyvesseltosavefueleonsumPtionandreduceemission, therebyredueingtheoPeratingeostsofsuehshiPs. First,thisthesisintrodueesseveraleommonlyusagesofair-conditioningheatingin winterinshiP,analysistheideaofusingsteamheatinginwinterforshiPs,givesabrief aceountoftheeharaeteristiesofheatPumP,andbasestherelatedstudiesofhomeand abroad,fromthecharacteristiesoftug&anchorandsuPPlyvessel,Putforwardideasof usingheatPumPteehnologyforsuehshiPsheatinginwinter. Seeond,thisthesisintrodueesthebasiePrinciPlesandevaluationPara們netersof heatPumPandanalysistheworkcycleofseawater-soureeheatPumPandthebasie factorsimPaetofseawater-sourceheatPumP,It15elearthatintheuseofsea water-sourceheatPumPonshiPanditslow一ternPeratureheatsourceeanbeguaranteed. ThenbasisontheintroduetionofheatPumPeycleofserewcomPressorwith eeonomizer,ProPosesthemodelofMultiPleSourceHeatPumPandexPatiatesthe realizationProeessofthiseyclewithrefereneedtherelevantnationaltechniealstandards. Afterthat,thisthesisPutsforwardthemarineMultiPleSourceHeatPumPsystem Programaecordingtothefactoftug&anchorandsuPPlyvessel. Thiul,thisthesisintrodueesthemaineontentofvaporeomPressionheatPumP systemdesigning,andfixesthestateParametersbythennodynamieealculation.Thcnit givesthegeneralmethodandideaofrequiredequiPmentseleetion.AsanexamPle,the designofMultiPleSourceHeatPumPsystemusedinmodelvesseltodothe thermodynamieealeulationandrequiredequlPmentseleetion. !t一英文摘要 Finally,thisthesisaPPliestheeeonomieanalysismethodtoeheekthethermal eeonomyofdesignedProjeet.TheresultsshowthatthedesignedProject15agood devicefromaviewofenergy-savingPoint.Meanwhile,inordertoavoidthe energy一savingdoesnotsavemoney,thisthesisdotheinvestlnentreeoveryPeriod ealculationofdesignedProjectusedinmodelshiPbyuseoftheinvestmentreeovery Periodanalysis.50thatthedesign15economieallyfeasible. ThePurposeofthisthesisbasicsontheeharaeterizesoftug&anehorandsuPPly vesselair-conditioningsystem,analysistheeeonomieallyfeasibilityofMultiPleSouree HeatPumPandgivesthereferenceofsuehshiP. Key!V6rds:MultiPleSoureeHeatPumP;low一levelheat:heating;thermaleeonomy analysis 6目錄 目錄 第1章緒論...........................................................................................................1 1.1問題的提出...................................................................................................2 1.1,1目前船舶的冬季取暖方式..................................................................2 1.1.2目前船舶冬季取暖采用蒸汽取暖的初衷..........................................5 1.2國內外研究現狀和發展趨勢......................................................................6 1.3本報告的研究內容.......................................................................................8 1.3.1本文的研究目標..................................................................................8 1.3.2本文要解決的問題..............................................................................9 1.4小結...............................................................................................................9 第2章海水源熱泵循環.........................................................................................10 2.1熱泵的原理及評價參數.............................................................................10 2.1.1熱泵的定義.......................................................................................10 2.1.2熱泵系統的評價參數.......................................................................13 2.1.3熱泵的熱源.......................................................................................14 2.2水源熱泵的工作原理及特點,.............................,..........................巧 2.2.1海水源熱泵的工作循環....................................................................16 2.2.2海水源熱泵的影響因素......................,............................18 2.3帶經濟器的準雙級壓縮的螺桿壓縮機熱泵(制冷)循環....................21 2.4復合熱源熱泵的工作原理及特點............................................................24 2.5三用拖輪船用復合熱源熱泵空調系統的設計方案................................26 2.5.1三用拖輪空調系統的特點................................................................26 2.5.2三用拖輪船用復合熱源熱泵設計方案..,...................................28 2.6小結............................................................................................................30 第3章復合熱源熱泵中央空調設計方案的熱力計算與設備選型.....................31 3.1蒸氣壓縮式熱泵(制冷)循環的理論計算.............................................31 3.1.1確定工作參數....................................................................................31 3.1.2熱力計算............................................................................................33 3.1.3冷凝器與蒸發器的選型....................................................................35 3.2船用復合熱源熱泵系統設計方案的設備選型計算................................38 3.2.1某輪空調系統的現狀........................................................................38 3.2.2該輪使用復合熱源熱泵空調系統的設計.......................................40目錄 3.2.3循環工況工作參數的確定................................................................40 3.2.4熱力計算與設備選型........................................................................41 3.2.5設備選型............................................................................................48 3.4小結.............................................................................................................48 第4章三用拖輪復合熱源熱泵中央空調的可行性及經濟性分析.....................49 4.1熱泵制熱性能的評價............................,.............................................49 4.1.1節能性評價指標................................................................................49 4.1.2復合熱源熱泵空調系統的效率....................................................51 4.2復合熱源熱泵系統的技術經濟性分析..........................,....................59 4.2.1技術經濟分析評價指標與方法........................................................60 4.2,2設計方案的經濟性計算....................................................................63 4.3小結...................................,...................................................................65 第5章結論與展望.................................................................................................66
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