238重庆市某酒店水源热泵对长江水环境影响的模拟分析报告

《238重庆市某酒店水源热泵对长江水环境影响的模拟分析报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《238重庆市某酒店水源热泵对长江水环境影响的模拟分析报告（7页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、word某某市某酒店水源热泵对长江水环境影响的模拟分析某某大学城市建设与环境工程学院 吴浩 王勇 李文摘要是否具备适宜的水源以与排水对水环境的影响有多大，是建造地表水源热泵工程前必须解决的两个问题。本文从水温和水质两方面研究了长江水作为地表水源热泵空调系统冷热源的可行性；对某某某酒店水源热泵空调系统排水对长江水的影响进展了模拟分析，根据模拟结果得到结论：该工程从长江取、回水是可行的，不但满足工程需要，而且排水只在较小的区域内对江水水体有程度很小的影响，在该区域以外，江水水温都能得到恢复。最后本文展望了地表水源热泵空调系统在长江流域的应用前景。关键词地表水源热泵 长江 水环境 CFD模拟1 引言

2、地表水源热泵就是利用地球外表的江、河、湖、海等地表水作为热泵机组的热源和热汇。当建筑物的周围有大量的地表水可以利用时，可通过水泵和输配管路将水体的热量传递给热泵机组或将热泵机组的热量释放到水体中。某某境内江河纵横，水网密布，水资源十分丰富，全市年平均水资源总量超过5000亿m3，其中地表水资源占绝大局部，由长江、嘉陵江、乌江等流经某某地区的入境水形成的地表水约4600亿m3，其中长江占80以上，嘉陵江占9.9，其它河流约占101。某某地区丰富的地表水资源，为水源热泵技术在某某地区的应用提供了得天独厚的自然资源条件。2工程概况该酒店位于某某市江津区，建筑总面积为102628m2，地上39层，建筑

3、高度为148.6米，为集商业、办公、酒店客房、休闲会所、会议为一体的超高层五星级酒店综合体，是城市重要的标志。酒店紧靠长江，故拟采用水源热泵空调系统，利用长江水作为低位冷热源通过热泵提升能量为建筑进展供冷和供热。酒店总冷负荷约为12000KW；总热负荷约为6000KW。3长江水利用的自然条件3.1 水温参数由文献1的统计数据可知：长江水最低温度出现在1月份，为0C，最高温度出现在8月份，为0C。为进一步摸清长江江津段水温情况，课题组于07年1月份和8月份分别对长江江津段水温进展了测试，测试结果如如下图1、图2所示： 图2夏季水温测试情况(07-8-7)07-8-7 图1冬季水温测试情况(07-

4、1-13)00C，根据美国制冷学会ARI320标准，即使在百年不遇的连续高温天气和五十年不遇的严寒天气情况下，长江水仍然适合水源热泵，长江水的这种温度特性使其成为水源热泵良好的冷热源。水质的好坏直接关系到机组的运行效果和使用寿命，地表水的水质指标包括水的浊度、硬度以与藻类和微生物含量等。采暖通风与空气调节设计规XGB 500192003)中第条和地源热泵系统工程技术规XGB 503662005中第5.2.8条和第6.2.4条对采用地下水、地表水的水源热泵机组的水质指标进展了规定，表1是长江江津段的各项水质指标测试结果与允许值的比照：序号水质指标测试结果允许值备注1PH值满足要求2Ca2+ (m

5、g/l)<200满足要求3矿化度 (g/l)<3满足要求4Cl- (mg/l)<100满足要求5SO42- (mg/l)<200满足要求6Fe2+ (mg/l)<1满足要求7H2S (mg/l)满足要求8浊度(NTU)6201270不满足要求表1 长江江津段水质与水源热泵机组允许的水质要求比拟由表1可以看出：除浊度外，其他各项水质指标均能满足机组对水质的要求。由此可见,利用长江水做水源热泵系统冷热源必须解决含沙量大的问题。本工程采用天然河底滤床反向渗滤取水方案，该方案利用长江河床的卵石层作为天然过滤器，通过渗透滤嘴在河底硐室内聚集江水，各个硐室内聚集的江水通过江底

6、集水隧道、导井送至竖井，然后利用水泵直接抽往热泵机组使用。江水通过河床的卵石层过滤、渗透至酮室后，水中含沙量将大幅度降低，经简单处理后就可以直接进入机组，这就解决了江水含沙量大的问题。4 水源热泵机组排水对江水影响的模拟分析本文采用CFD通用商业软件PHOENICS来对水源热泵从长江提取冷、热量后，回水对水体的影响X围、影响程度进展模拟分析。江水水体“冷热收支情况分析水体的“冷热收支主要取决于以下几个局部：(1)水面热交换量；(2)水体与河底、河床的换热量；(3)水源热泵系统对水体的取热或排热量。4.1.1 水面热交换量的计算2 3 4 5水面热交换包括辐射热流量、蒸发热流量和对流热流量三个方

7、面。具体地，水外表层的热交换总量w/m2可表示为：(1)式中：为水外表吸收的太阳短波辐射量w/m2；为水外表吸收的大气长波辐射量w/m2；为水面长波辐射w/m2；水外表的净蒸发热通量w/m2；为水外表的热对流通量w/m2。(1) 水体吸收的太阳短波辐射太阳的日照总辐射I经过水面反射后，除表层吸收一局部外，其余局部透射入水体内部。因此水体吸收的太阳短波辐射量w/m2的计算公式如下，(2)式中：为平均太阳总辐射强度w/m2，一般可引用现场或相邻主要气象台所测得的太阳辐射量数据，某某地区的平均太阳辐射强度按照“中国建筑热环境分析专用气象数据集2，冬天取49.9 w/m2；为水外表对太阳短波辐射的反射

8、率。太阳辐射在水体中的分布规律是随水深的增加呈指数规律衰减，即：(3)式中：为高程为z处吸收的太阳辐射热；为水面表层对太阳辐射的吸收率；为太阳辐射在水体中的衰减系数m-1；为水体的深度m。本文在模拟中根据水体的实际情况选定以下数值0.4；=0.1；=0.5 m-1。(2) 水外表吸收的大气长波辐射量w/m2(4)式中：为水外表对大气的长波反射率；为大气的发射率；是StefanBoltzman常数，为；为水面2m处的空气温度(0C)，根据测试数据，00C。本模拟中取值0.03；。(3) 水面长波辐射w/m2水体吸收的大气长波辐射能量会向大气进展返回辐射，是水体热损失的很重要的一局部。基于水面为绝