混合式地源熱泵系統(tǒng)不同控制

1、混合式地源熱泵系統(tǒng)不同控制策略的分析與比較混合式地源熱泵系統(tǒng)不同控制策略的分析與比較摘要摘要：提出了適用于最常見的兩種混合式地源熱泵系統(tǒng)———冷卻塔地源熱泵系統(tǒng)和鍋爐地源熱泵系統(tǒng)的控制策略。選取武漢和哈爾濱為代表城市以某一小型辦公樓建筑為研究對象對兩種混合式地源熱泵系統(tǒng)在不同控制策略下的運(yùn)行情況進(jìn)行了仿真分析比較了各種控制策略下的熱平衡及能耗狀況。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：混合式地源熱泵系統(tǒng)冷卻塔鍋爐控制策略Abstract:Abstract:Pr

2、ovidescontrolstrategiesbeingapplicableftwokindsofcommonhybridgroundsourceheatpumpsystems—thecoolingtowergroundsourceheatpumpsystemtheboilergroundsourceheatpumpsystem.ingWuhanHarbinasrepresentativecitiestakingasmallsizedo

3、fficebuildingasstudyobjectsimulatestheoperationconditionsofthetwosystemsunderdifferentcontrolstrategiesanalysescomparestheheatbalanceenergyconsumption.KeywdsKeywds：hybridgroundsourceheatpumpsystemcoolingtowerboilercontro

4、lstrategy.引言混合式地源熱泵系統(tǒng)的控制策略主要是指對輔助散熱(吸熱)設(shè)施運(yùn)行條件的控制[1]控制方案對整個系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行效果及運(yùn)行費(fèi)用等都有著極為重要的影響。本文旨在對混合式地源熱泵系統(tǒng)在不同氣候地區(qū)的最佳控制方案及相應(yīng)的自動控制技術(shù)進(jìn)行初步的研究以求達(dá)到最佳的運(yùn)行效果與最小的經(jīng)濟(jì)投入。1確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為了進(jìn)行模擬仿真選取一棟小型辦公建筑為研究對象對其進(jìn)行混合式地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計對應(yīng)于需配置輔助散熱設(shè)施和輔助吸熱設(shè)施兩種情況分

5、別在該辦公樓設(shè)立冷卻塔地源熱泵系統(tǒng)和鍋爐地源熱泵系統(tǒng)。經(jīng)過比較南方地區(qū)(夏季冷負(fù)荷大于冬季熱負(fù)荷)選取武漢、北方地區(qū)(冬季熱負(fù)荷大于夏季冷負(fù)荷)選取哈爾濱進(jìn)行計算得到的計算冷熱負(fù)荷分別為163.7kW119.7kW140.4kW205.7kW。1.1地源熱泵系統(tǒng)1)系統(tǒng)形式:采用工程中應(yīng)用最普遍的豎直并聯(lián)單U形埋管方式管徑25mm鉆中Q′c為輔助散熱裝置的設(shè)計散熱能力WQ′s1為整個系統(tǒng)夏季的放熱量W。對于鍋爐地源熱泵系統(tǒng)由于熱負(fù)荷大于

6、冷負(fù)荷故系統(tǒng)埋管長度以滿足制冷要求來確定即取Lc。類比式(3)有Q′h=Qs2LhLcLh(4)式中Q′h為輔助吸熱裝置的設(shè)計吸熱能力W。Qs2為整個系統(tǒng)冬季的取熱量W。計算得冷卻塔和鍋爐的容量分別為75kW和100kW。2建立系統(tǒng)模型2.1模型構(gòu)建暖通行業(yè)的仿真軟件中有一類專用于暖通空調(diào)系統(tǒng)能量特性和控制特性模擬的如HVACSIMTRNSYS等。該類軟件以整個系統(tǒng)中各部件為單元按照各部件的壓力、流動方程及質(zhì)量能量平衡等進(jìn)行計算因此適用

7、于系統(tǒng)的控制分析和控制器設(shè)計。本文選用TRNSYS軟件作為仿真平臺并建立混合式地源熱泵系統(tǒng)的模型。建立系統(tǒng)模型時首先需要建立其各組成部分的數(shù)學(xué)模型然后根據(jù)具體的仿真對象確定模型中的所有參數(shù)并按照實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)備布置情況利用一定的方式將所有的數(shù)學(xué)模型串接起來形成閉式計算回路之后進(jìn)行仿真調(diào)試當(dāng)整個系統(tǒng)每個時刻的計算都收斂后系統(tǒng)模型即算建成[67]。2.2控制策略暖通空調(diào)HV②設(shè)定熱泵出口流體最高溫度(策略2)。2)溫差控制此控制方案主要是對熱