土壤源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行特性與動(dòng)態(tài)仿真研究.pdf

1、土壤源熱泵系統(tǒng)因其顯著的節(jié)能和環(huán)保特點(diǎn),受到越來越多的重視,美國(guó)、德國(guó)及瑞典等西方國(guó)家的土壤源熱泵技術(shù)應(yīng)用日趨成熟.而中國(guó)尚缺乏有關(guān)土壤源熱泵動(dòng)態(tài)性能和節(jié)能潛力的一些基礎(chǔ)研究.鑒于此,該文擬開展土壤源熱泵系統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究,以期得到土壤源熱泵系統(tǒng)的基本特點(diǎn)和動(dòng)態(tài)運(yùn)行規(guī)律.結(jié)合一建筑物使用特點(diǎn)和天津當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件,建立了由樁埋管和井埋管組合型的埋地?fù)Q熱器土壤源熱泵供暖空調(diào)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),針對(duì)該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)自行設(shè)計(jì)開發(fā)一套計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系

2、統(tǒng),以滿足不同季節(jié)、不同運(yùn)行工況下土壤源熱泵系統(tǒng)各種運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)自動(dòng)采集的需要.在此基礎(chǔ)上,開展土壤源熱泵系統(tǒng)冬季和夏季工況的運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)研究,重點(diǎn)對(duì)以土壤為熱匯的耦合式熱泵系統(tǒng)的循環(huán)性能、變化規(guī)律和特點(diǎn)進(jìn)行分析和總結(jié).針對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中水源熱泵機(jī)組所采用的單螺桿式壓縮機(jī),運(yùn)用熱力學(xué)方法對(duì)單螺桿式壓縮機(jī)進(jìn)行理論研究,建立模擬水源熱泵機(jī)組運(yùn)行過程的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型,并編制制冷劑物性參數(shù)計(jì)算程序聯(lián)立求解,以獲得水源熱泵機(jī)組在不同工況下的循環(huán)特性,并

3、對(duì)典型運(yùn)行工況下模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果作驗(yàn)證.通過分析土壤源熱泵系統(tǒng)各個(gè)部分的內(nèi)在耦合關(guān)系,結(jié)合工程應(yīng)用特點(diǎn),采用機(jī)理建模方法,建立土壤源熱泵系統(tǒng)的物理模型和動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,并引入模糊智能控制方法,以Matlab/Simulink為平臺(tái),編制仿真程序進(jìn)行系統(tǒng)仿真.區(qū)別于常規(guī)仿真中,采用運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的外界擾量突然躍變或熱泵啟動(dòng)工況下的非穩(wěn)態(tài)仿真方法,該文首次采用外界擾量在運(yùn)行時(shí)間內(nèi)連續(xù)變化的動(dòng)態(tài)仿真模型.同時(shí),選取冬季某天實(shí)測(cè)室外溫度變化擾量作為