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地表水源热泵系统作为建筑节能领域的实用技术,环境效益显著,投资运行费用低,在靠近江河、湖泊的空调采暖工程中受到关注。重庆地区地表水资源充沛,除长江及若干支流外,还拥有众多内湖,因此发展地表水源热泵技术具有得天独厚的优势。本文通过实验结合数值模拟,以重庆一住宅建筑空调系统为对象,研究闭式地表水源热泵水下换热盘管的传热性能及其系统动态特性。首先,搭建了水下螺旋换热盘管换热性能实验装置,测量了管内流量和进水温度对换热盘管换热性能的影响。实验研究了进口流量分别为0.8、1.0、1.2 m3·h-1以及进水温度分别为16、17、18、19、20℃的15种工况下的螺旋盘管平均换热量。实验结果表明,当进水温度为20℃、换热温差为8℃、管内流量为1.2m3·h-1时,单位管长平均换热量为49 W·m-1。随着管内流量增大,单位管长换热量增大但进出口温差减小;随着进口温度提升,单位管长换热量与进出口温差都增大。其次,建立了长度100m的水下换热盘管数值模拟模型,对水下换热盘管进行分段换热模拟研究。通过对沿程换热量的分段分析可知,单根盘管随长度的延伸,越靠近出口端,每10m段的换热量降低。不同管段换热量随管内流量的增加而降低,其降低幅度减小。模拟结果说明,在热泵机组运行过程中,当用户负荷波动较小时,单根换热盘管长度可超过100m以增加盘管换热量;而当负荷长期波动较大时,单根盘管的长度适当减少,增加组数。同时对换热温差最大的区域进行分析,结果表明在整个热泵系统运行中,换热盘管周围环境水域的温升小于1℃,故该地表水源热泵系统不会对水环境造成热污染。最后,建立DeST建筑能耗模型,利用TRNSYS软件构建了水源热泵系统。针对一住宅建筑,选定机组参数,配合额定制冷/制热量,确定单根盘管长度和盘管组数,并计算其源侧最佳运行流量。对热泵机组做8760h动态模拟,受水下盘管所在水域温度变化的影响,水源热泵机组COP全年逐时变动。模拟结果表明,采用一台或两台机组的不同系统配置方案,制冷模式下COP均为6左右;制热模式下COP在两台机组运行时为3左右,较一台增长接近30%。对该闭式地表水源热泵系统进行了投资估算与环境效益评估,并与传统冷热源、地埋管热泵方案进行了比较。