復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)的長期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行策略研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染的加劇,地源熱泵因其節(jié)能性及環(huán)保性而倍受青睞。然而,在地源熱泵的應(yīng)用和研究過程中,人們逐漸發(fā)現(xiàn):地源熱泵具有其適用的最佳地域范圍,即冷熱負(fù)荷相當(dāng)?shù)慕ㄖ诘貐^(qū)。而對于不同的地理環(huán)境和氣候條件,一旦應(yīng)用不當(dāng),地源熱泵的優(yōu)勢將得不到發(fā)揮。例如在以冷負(fù)荷為主的地區(qū),若單獨(dú)依靠地埋管熱泵系統(tǒng)來制冷供熱,不僅系統(tǒng)的初投資較高,而且系統(tǒng)的循環(huán)效率也會(huì)逐年降低。因此,在湖南等夏熱冬冷地區(qū),采用冷卻塔等輔助設(shè)備的復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)

2、運(yùn)而生。
　　本文以株洲地區(qū)某采用冷卻塔—地埋管復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)的商業(yè)建筑為研究對象,首先,根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù),將冷負(fù)荷系數(shù)法計(jì)算結(jié)果與Energyplus軟件模擬結(jié)果進(jìn)行對比分析,以驗(yàn)證軟件模擬結(jié)果的合理性,并對其進(jìn)行了全年逐時(shí)動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算。
　　然后,對并聯(lián)式復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)中各個(gè)主要部件(熱泵機(jī)組、地埋管換熱器、冷卻塔等)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。并利用GLD地源熱泵設(shè)計(jì)軟件對系統(tǒng)進(jìn)行了選型計(jì)算;基于模塊化思想,在Ene

3、rgyplus中建立了并聯(lián)式復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)的仿真模型;并將仿真計(jì)算結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比以驗(yàn)證所建模型的準(zhǔn)確性。
　　之后利用該模型進(jìn)行了系統(tǒng)在不同控制策略下長期運(yùn)行的仿真計(jì)算,分析比較了各控制策略下地埋管周圍的土壤熱平衡情況、系統(tǒng)能耗及年
　　運(yùn)行費(fèi)用。并得出以下結(jié)論:控制熱泵出口流體溫度與當(dāng)?shù)丨h(huán)境空氣濕球溫度溫差的策略為冷卻塔—地埋管復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)的最佳運(yùn)行控制策略。系統(tǒng)在該控制策略下長期運(yùn)行時(shí),土壤熱平衡效果最好,

4、同時(shí)系統(tǒng)能耗及年均運(yùn)行費(fèi)用也最低。
　　最后,針對冷卻塔與埋地?fù)Q熱器分別承擔(dān)不同比例冷負(fù)荷的某建筑串聯(lián)式復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)配置方案,從初投資、運(yùn)行費(fèi)用、多年運(yùn)行總費(fèi)用和全壽命周期成本等方面對該系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析。結(jié)果表明,串聯(lián)式復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)如果配置不當(dāng),不但不會(huì)提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性,反而會(huì)適得其反。
　　本文系統(tǒng)分析了復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)在不同的連接方式、不同的控制策略下長期運(yùn)行的效果及經(jīng)濟(jì)性,并提出了一些復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)在實(shí)際