太陽能地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)理論分析及研究.pdf

1、當(dāng)?shù)卦礋岜孟到y(tǒng)地下?lián)Q熱器全年的換熱量出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象時，長期積累，影響地下?lián)Q熱器的換熱性能，甚至使地源熱泵系統(tǒng)失效。對于供熱量需求比較大的建筑，在一年的運(yùn)行周期中需有合適的熱量對地下?lián)Q熱器補(bǔ)充熱量，而太陽能正是一種可行的用于補(bǔ)充熱量的清潔能源。充分合理地利用太陽能資源，這對于緩解能源與環(huán)境危機(jī)具有重要意義。
　　 本文對濟(jì)南地區(qū)一辦公樓建筑系統(tǒng)建立了數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行了負(fù)荷模擬，得到夏季最大冷負(fù)荷值為368kw，冬季最大熱負(fù)荷值為3

2、38.4kw。運(yùn)用TRNSYS軟件中的相應(yīng)模塊對該辦公樓地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行了夏季、冬季及多年運(yùn)行工況下熱泵機(jī)組的供、回水溫度；地埋管的進(jìn)、出口水溫參數(shù)的模擬。得出夏季和冬季工況下的運(yùn)行參數(shù)值基本合理；系統(tǒng)在運(yùn)行20年的工況下地埋管進(jìn)、出口溫度呈現(xiàn)不斷下降趨勢，進(jìn)而使冬季熱泵機(jī)組的運(yùn)行效率不斷降低，不利于機(jī)組的運(yùn)行。土壤溫度存在較為明顯的下降趨勢，地溫從最初的15℃降至10.7℃，降幅達(dá)到28.7％。
　　 對該辦公樓地源熱泵系統(tǒng)在

3、冬季連續(xù)一周時間內(nèi)的運(yùn)行工況進(jìn)行了實驗測試。進(jìn)而對比分析了該地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的模擬值與實測值，得出在采用相關(guān)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬分析時，誤差在允許的范圍之內(nèi)，模型對于本系統(tǒng)具有一定的適用性。
　　 鑒于該地源熱泵系統(tǒng)存在地下?lián)Q熱器冷熱不平衡的不足之處，本文提出了一種太陽能輔助地源熱泵系統(tǒng)供熱的方案，確定了太陽能-地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)流程，并對此復(fù)合系統(tǒng)運(yùn)用GENOPT和TRNSYS軟件進(jìn)行了優(yōu)化模擬分析。此復(fù)合系統(tǒng)較好的解決了地埋管

4、換熱器全年累加換熱量不平衡的問題；復(fù)合系統(tǒng)中平板太陽能集熱器太陽能保證率在37～43％范圍內(nèi)，在供熱季節(jié)中運(yùn)行效果較好；集熱器效率值0.3～0.45范圍內(nèi)，且較好的維護(hù)了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性能，機(jī)組COP值維持在4.2左右；通過太陽能和地源熱泵機(jī)組的聯(lián)合運(yùn)行較好的解決了單一地源熱泵機(jī)組運(yùn)行時，由于冷熱不平衡，造成的地溫連年下降的現(xiàn)象，使平均地溫維持在14.8℃左右的相對恒定狀態(tài)。本方案具有一定的可行性。
　　 根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H條件，研究