復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行策略研究-論文全文(編輯修改稿)
2025-07-22 19:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 冬季負(fù)荷，在夏季用制冷機(jī)(＋冷卻塔）的方式來補(bǔ)充不足的制冷量。實(shí)際最大取熱量由最大50h不保證熱負(fù)荷853kW減去熱泵的制熱工況下的壓縮機(jī)功耗，為655kW。，容積比熱容pc：106J/m3K?！?，℃。采用PB管DN25，鉆孔直徑150mm。地埋管單位井深換熱量按35W/m計(jì)算，地埋管鉆孔100m，可得出鉆孔總數(shù)為187個(gè)。2 控制策略針對本系統(tǒng)的運(yùn)行，提出兩種控制策略即運(yùn)行順序控制法與濕球溫度控制法。運(yùn)行順序控制法是在冬天時(shí)(供暖季)運(yùn)行地源熱泵，從地下取熱向室內(nèi)供熱。在夏季(空調(diào)季)運(yùn)行時(shí)，優(yōu)先運(yùn)行地源熱泵，當(dāng)?shù)卦礋岜孟蚰┒颂峁┑睦淞坎粔驎r(shí)，啟動(dòng)制冷機(jī)(＋冷卻塔)同時(shí)向末端供冷。濕球溫度控制法即是在冬天時(shí)(供暖季)運(yùn)行地源熱泵，從地下取熱向室內(nèi)供熱，在夏季(空調(diào)季)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)室外的濕球溫度控制制冷機(jī)與熱泵的啟停。具體來講就是將室外空氣濕球溫度與某一設(shè)定溫度(如25℃)進(jìn)行比較，如果低于該設(shè)定值，則優(yōu)先啟用制冷機(jī)(+冷卻塔)；當(dāng)冷負(fù)荷超過制冷機(jī)的最大制冷量時(shí)，再加開地源熱泵。如果室外空氣濕球溫度高于該設(shè)定溫度時(shí)，優(yōu)先啟動(dòng)地源熱泵；當(dāng)負(fù)荷超過熱泵的最大制冷量時(shí)，再加開制冷機(jī)(+冷卻塔)以滿足末端的制冷量的需求。3 模擬平臺在TRNSYS上搭建該復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)的模擬平臺對其運(yùn)行進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。在模擬平臺中的主要模型有熱泵模型、制冷機(jī)模型、地埋管熱交換器模型、冷卻塔模型、水泵模型、控制器等，如圖3所示。制冷機(jī)模型包括壓縮機(jī)模型，蒸發(fā)器模型，冷凝器模型及膨脹閥模型，文獻(xiàn)【7】提供了各模塊的控制方程，熱泵與制冷機(jī)在本質(zhì)上及組件上是一樣的，只不過制冷機(jī)只用于制取冷凍水(針對常規(guī)空調(diào)而言)，熱泵根據(jù)需要既可以制取冷水，也可以制取熱水。文獻(xiàn)【7】也提供了冷卻塔模型的控制方程。根據(jù)相關(guān)控制方程編制制冷機(jī)/熱泵及冷卻塔的TRNSYS模塊。地埋管熱交換器模型為TRNSYS自帶模塊。圖3 復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)模擬平臺4 結(jié)果及分析根據(jù)運(yùn)行順序控制法，對系統(tǒng)一年運(yùn)行與20年運(yùn)行進(jìn)行模擬，每年冬天供熱季熱泵運(yùn)行2158小時(shí)，夏季制冷季熱泵運(yùn)行1872小時(shí)，圖4為系統(tǒng)運(yùn)行20年土壤平均溫度變化圖，可以看出20年后土壤溫度上升到約32℃，℃上升了近15℃，這種情況會(huì)導(dǎo)致夏季地埋管出水溫度過高，不利用熱泵運(yùn)行，因此對于該建筑復(fù)合式地源系統(tǒng)來說不適合采用運(yùn)行順序控制法。系統(tǒng)運(yùn)行一年時(shí)，在夏季，出水最高溫度可達(dá)39℃，很
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