冷卻塔輔助復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行特性研究.pdf

1、地源熱泵系統(tǒng)是利用土壤能夠儲(chǔ)蓄巨大熱量和冷量的特性而進(jìn)行供熱、制冷的一種節(jié)能環(huán)保技術(shù)。隨著世界能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，該技術(shù)得到了越來越多的關(guān)注和應(yīng)用。然而針對供冷為主地區(qū)，地源熱泵應(yīng)用中存在的土壤熱失衡與初投資高的問題成為制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素。為此提出了冷卻塔輔助復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)，該復(fù)合系統(tǒng)可以有效緩解土壤熱失衡，減少埋管投資，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。本文通過TRNSYS仿真與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，對冷卻塔輔助復(fù)合地源熱泵系

2、統(tǒng)的運(yùn)行特性進(jìn)行了分析和研究。
　　理論方面，基于TRNSYS模擬平臺(tái)，建立了冷卻塔輔助復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)仿真模型，進(jìn)行了不同典型氣候地區(qū)，不同工況下15年的動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算，分析了不同散熱模式下土壤平均溫度、機(jī)組性能系數(shù)、埋管進(jìn)出口水溫、冷卻塔散熱率等運(yùn)行參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律。結(jié)果表明:在以上海、成都為代表城市的夏熱冬冷地區(qū)，冷卻塔輔助復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)能較好的保持土壤熱平衡，而冷熱負(fù)荷相差較大的廣州地區(qū)復(fù)合系統(tǒng)適應(yīng)性較差，長期運(yùn)行后土

3、壤溫升情況并沒有得到明顯改善;在不同運(yùn)行工況下，冷卻塔連續(xù)運(yùn)行的土壤平均溫度上升最低，且輔助散熱運(yùn)行時(shí)間越長，緩解土壤溫度上升的效果越好;冷卻塔間歇運(yùn)行時(shí)，運(yùn)停時(shí)間比為1∶1時(shí)的工況比1∶2時(shí)的工況更利于提高機(jī)組的性能系數(shù)。
　　實(shí)驗(yàn)方面，利用多功能地源熱泵實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了地埋管單獨(dú)運(yùn)行散熱、冷卻塔-地埋管聯(lián)合運(yùn)行散熱、冷卻塔-地埋管晝夜交替運(yùn)行散熱實(shí)驗(yàn)。分析比較了各散熱模式下土壤溫度變化及系統(tǒng)各部分散熱量關(guān)系，探討了不同天氣情況、冷

4、卻塔運(yùn)行時(shí)間等對系統(tǒng)散熱運(yùn)行及土壤溫度恢復(fù)率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在本實(shí)驗(yàn)條件下，與單獨(dú)地埋管散熱相比，冷卻塔輔助地埋管散熱可有效改善土壤溫升情況;復(fù)合系統(tǒng)在晴天工況下的冷卻塔輔助散熱效果與土壤溫度恢復(fù)情況均優(yōu)于陰雨天氣工況;冷卻塔間歇性運(yùn)行時(shí)的輔助散熱率小于連續(xù)性運(yùn)行，且間歇性運(yùn)行的時(shí)間間隔越小，輔助散熱量越大;冷卻塔-地埋管晝夜交替運(yùn)行能有效幫助土壤溫度后期恢復(fù)，夜間冷卻塔運(yùn)行時(shí)間越長，土壤溫度恢復(fù)率越高。
　　本文的主要目的