太陽(yáng)能-土壤雙熱源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行特性模擬研究.pdf

1、我國(guó)北方地區(qū)采暖季建筑能耗高，集中供熱覆蓋還不全面，“以煤為主、一家一戶式”的分散式供熱方式效率低、脫硫設(shè)備落后，更加重了大氣環(huán)境污染程度?？稍偕茉慈缤寥罒崮堋⑻?yáng)能等能夠改善能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，在滿足冬季建筑供熱負(fù)荷需求的同時(shí)，減少對(duì)化石能源的消耗，降低污染物排放?！笆濉币?guī)劃國(guó)家出臺(tái)了一系列政策，立足能源清潔化發(fā)展和大氣污染防治，逐步實(shí)施電能替代燃煤小鍋爐，重點(diǎn)在居民采暖領(lǐng)域，推廣一批土壤源熱泵試點(diǎn)示范項(xiàng)目。
　　針對(duì)北京某四合

2、院，按照“太陽(yáng)能優(yōu)先，太陽(yáng)能-土壤源并聯(lián)運(yùn)行，獨(dú)立土壤源為輔”的原則對(duì)太陽(yáng)能-土壤雙熱源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)的工藝流程、運(yùn)行模式、主要設(shè)備選型及布置方式等。以某太陽(yáng)能-土壤雙熱源熱泵示范系統(tǒng)為對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)研究并分析系統(tǒng)典型天和供暖期的系統(tǒng)運(yùn)行特性。借助GenSystem一體化仿真支撐系統(tǒng)軟件平臺(tái)，搭建了太陽(yáng)能-土壤雙熱源熱泵系統(tǒng)的仿真模型，對(duì)不同工況下系統(tǒng)運(yùn)行特性以及運(yùn)行控制條件對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行特性的影響進(jìn)行模擬分析。
　　

3、結(jié)果表明：（1）在制定的運(yùn)行策略下，示范系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了土壤源熱泵、太陽(yáng)能直接供熱、太陽(yáng)能熱泵三種模式切換運(yùn)行。冬季供熱工況下，太陽(yáng)能熱泵供熱相比于土壤源熱泵供熱 COPhp高出28.07%，COPsys高出16.55%。（2）在整個(gè)供暖期內(nèi)，示范系統(tǒng)全天平均性能系數(shù) COPall最高值為3.51，最低值為1.76，平均值為2.74。太陽(yáng)能集熱量對(duì)全天熱負(fù)荷貢獻(xiàn)比例fsc集中在0.6左右，地?zé)崮?、電能?duì)全天熱負(fù)荷貢獻(xiàn)比例fg集中在0.2左右（

4、。3）系統(tǒng)全天平均性能系數(shù)COPall隨著太陽(yáng)能的貢獻(xiàn)比例fsc的升高而增大；隨著地?zé)崮軐?duì)熱負(fù)荷的貢獻(xiàn)比例fsc的升高而減?。浑S著電能對(duì)熱負(fù)荷的貢獻(xiàn)比例fe的升高而減小。（4）系統(tǒng)主要設(shè)備太陽(yáng)能集熱器、埋管換熱器、蓄熱水箱、熱泵機(jī)組、建筑熱負(fù)荷相關(guān)參數(shù)模擬結(jié)果與實(shí)際系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果基本一致，可用于太陽(yáng)能-土壤雙源熱泵系統(tǒng)的分析與優(yōu)化。（5）由模擬結(jié)果得出當(dāng)改變系統(tǒng)運(yùn)行控制條件，太陽(yáng)能直接供暖溫度從30℃降低到20℃時(shí)，COPall提高約