冷卻塔輔助地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計與運行策略分析研究.pdf

1、近年來,地源熱泵這種節(jié)能環(huán)保的空調(diào)技術(shù)在國內(nèi)外得到很快的發(fā)展和應(yīng)用。但是,由于傳統(tǒng)的土壤源熱泵系統(tǒng)在夏熱冬冷和嚴寒地區(qū)應(yīng)用時都存在著冬夏從土壤的取放熱的不平衡問題,長期運行會導(dǎo)致土壤溫度的顯著增高或降低,而使熱泵機組運行性能惡化。因此本文結(jié)合夏熱冬冷地區(qū)某辦公建筑應(yīng)用冷卻塔輔助土壤源熱泵復(fù)合式系統(tǒng),就運行策略進行優(yōu)化研究,以消除土壤取放熱的不平衡,并獲得盡可能多的節(jié)能效果。
　　本文選取上海地區(qū)某一辦公建筑作為研究對象,結(jié)合上海地

2、區(qū)的典型年氣象參數(shù),計算出建筑全年的空調(diào)逐時冷、熱負荷,基于負荷并利用GLD2012軟件分析了巖土熱物性、回填材料和地埋管兩支管間距等參數(shù)對單純采用土壤源熱泵系統(tǒng)所引起的土壤溫度升高情況的影響規(guī)律,并為該建筑匹配設(shè)計了一套冷卻塔輔助土壤源熱泵復(fù)合系統(tǒng)。
　　本文利用TRNSYS軟件建立了復(fù)合式土壤源熱泵系統(tǒng)仿真模型,對系統(tǒng)采用溫差控制、設(shè)定最高溫度控制和冷卻塔開啟時間控制三種運行策略下系統(tǒng)的運行狀態(tài)和土壤溫度場變化情況進行了模擬和

3、分析。結(jié)果表明:在2℃、4℃、6℃和8℃四種溫差設(shè)定值中,當設(shè)定值為4℃時系統(tǒng)的全年運行效率最高;在熱泵機組入口最高溫度為25℃、30℃和35℃中,當設(shè)定值為25℃時系統(tǒng)的全年運行效率為最高;控制冷卻塔開啟時間為制冷季節(jié)白天8:00-18:00,系統(tǒng)全年運行效率為2.38。綜合比較這三種運行策略表明當采用設(shè)定溫差4℃的運行策略時系統(tǒng)的運行效率最高,且系統(tǒng)全年平均COP為2.92;而且采用這三種運行策略運行五年后地埋管換熱器周圍土壤平均溫