基于TRNSYS地理管地源熱泵變流量系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、地埋管地源熱泵系統(tǒng)作為一種較為節(jié)能的空調(diào)形式，在我國已得到普遍的使用。在地埋管地源熱泵系統(tǒng)中，水泵的運(yùn)行能耗約占系統(tǒng)總運(yùn)行能耗的20％～30％，故水泵的運(yùn)行能耗是制約熱泵系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行的重要因素。但目前對于地埋管地源熱泵水系統(tǒng)變流量運(yùn)行的研究還不是很充分，特別是負(fù)荷側(cè)、地源側(cè)同時(shí)變流量系統(tǒng)。故在地埋管地源熱泵系統(tǒng)中，水泵運(yùn)行的節(jié)能性還有待挖掘。
　　本文的研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)應(yīng)用TRNSYS仿真軟件建立的建筑負(fù)荷模

2、型，對建筑的冷熱負(fù)荷進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬。指出在應(yīng)用TRNSYS軟件對建筑冷熱負(fù)荷進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬時(shí)，為了提高計(jì)算的精確度，負(fù)荷計(jì)算的“啟?！睉?yīng)與空調(diào)系統(tǒng)的啟停同步。
　　(2)建立了基于溫差控制的變頻泵數(shù)學(xué)模型，并基于TRNSYS軟件開發(fā)了變頻泵模塊。此變頻泵模塊不但適用于多臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行，還適用于水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)隨著冷熱負(fù)荷變化而變化的系統(tǒng)。根據(jù)TRNSYS仿真軟件的特點(diǎn)，提出了兩種應(yīng)用此模塊進(jìn)行仿真的方法，選用了其中的一種方法，對地源熱泵

3、負(fù)荷側(cè)變流量系統(tǒng)進(jìn)行了建模，并對變頻泵模塊進(jìn)行了模型檢驗(yàn)。
　　(3)根據(jù)DOE-2模型和多元多項(xiàng)式回歸模型建立了適用于水系統(tǒng)變流量運(yùn)行的水-水熱泵機(jī)組數(shù)學(xué)模型，指出了DOE-2模型與多元多項(xiàng)式回歸模型各自的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場合，并基于TRNSYS軟件開發(fā)了水-水熱泵機(jī)組模塊，并對水-水熱泵機(jī)組模塊做了模型檢驗(yàn)。
　　(4)針對TRNSYS軟件，根據(jù)建筑規(guī)模的大小，提出了兩種地埋管換熱器的設(shè)計(jì)流程，采用其中一種方法對地埋管換熱器

4、進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對熱泵系統(tǒng)整個(gè)生命周期做了動(dòng)態(tài)模擬。
　　(5)應(yīng)用TRNSYS仿真軟件對地源側(cè)變流量系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究，得出當(dāng)?shù)卦磦?cè)采用變流量運(yùn)行時(shí)，在冬季制熱工況下，地埋管出水溫度比采用定流量運(yùn)行時(shí)高，在夏季制冷工況下，地埋管出口溫度比采用定流量運(yùn)行時(shí)低的結(jié)論。由此可以推斷出當(dāng)?shù)卦磦?cè)采用變流量運(yùn)行時(shí)，地埋管換熱器的換熱能力完全滿足整個(gè)系統(tǒng)的需求。
　　(6)通過方案對比的方法對地埋管地源熱泵系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)、地源側(cè)同時(shí)變流量運(yùn)行進(jìn)

5、行了可行性研究。所給方案有以下三種:
　　方案一:地埋管地源熱泵系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)、地源側(cè)定流量運(yùn)行。
　　方案二:地埋管地源熱泵系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)變流量、地源側(cè)定流量運(yùn)行。
　　方案三:地埋管地源熱泵系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)、地源側(cè)同時(shí)變流量運(yùn)行。
　　在能耗對比之前，通過TRNSYS仿真軟件對方案二、方案三系統(tǒng)中變頻泵冬夏季最小運(yùn)行頻率進(jìn)行了尋優(yōu)計(jì)算。通過對三種方案的能耗分析得出，就節(jié)能性而言，方案三＞方案二＞方案一。以方案一為比較基準(zhǔn)，