不同控制模式下冷卻塔輔助地源熱泵的動態(tài)特性研究.pdf

1、地源熱泵因可利用土壤溫度較為穩(wěn)定的特點以及所蘊藏的低品位熱能提高機組的運行效率,而在國內(nèi)外得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用。但在我國夏熱冬冷地區(qū)空調(diào)冷熱負荷相差懸殊,因此出現(xiàn)了冷卻塔輔助地源熱泵的系統(tǒng)形式。冷卻塔輔助地源熱泵系統(tǒng)的運行能效與采用的控制方式有很大關(guān)系,因此本文對不同控制模式下的系統(tǒng)性能展開研究。
　　本文以上海地區(qū)某三層辦公建筑為例,基于上海典型氣象年的氣象參數(shù)分析了室外干濕球溫度的特點,利用 DeST軟件計算了該建筑的全年逐

2、時空調(diào)負荷。利用 GLD2012軟件為該建筑設(shè)計配置了一套冷卻塔輔助地源熱泵系統(tǒng)。根據(jù)質(zhì)量和能量守恒原理采用集總參數(shù)法建立了該系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型。模擬了機組埋管側(cè)入口最高冷卻水溫設(shè)定值為29℃控制策略的系統(tǒng)運行狀態(tài),將該動態(tài)仿真結(jié)果與利用TRNSYS軟件的仿真結(jié)果進行了對比分析,二者吻合度高。
　　以系統(tǒng)COP及土壤熱平衡為綜合評價指標,對系統(tǒng)在不同控制模式和策略下的運行狀態(tài)進行了模擬。結(jié)果顯示:設(shè)定機組埋管側(cè)入口最高水溫的控制模

3、式能夠起到“削峰”作用,設(shè)定機組埋管側(cè)入口水溫與環(huán)境濕球溫度差值的控制模式能夠充分利用冷卻塔的運行條件,夜間定時啟動冷卻塔和過渡季啟用冷卻塔的控制模式有利于冷卻塔多散熱,但會增加水泵功耗;而并聯(lián)系統(tǒng)較串聯(lián)系統(tǒng)更易于調(diào)節(jié)冷卻塔和地埋管之間的換熱比例,更利于實現(xiàn)土壤的熱平衡。深入研究表明各控制模式和控制策略中,并聯(lián)系統(tǒng)對冷卻塔采用設(shè)定機組埋管側(cè)進口水溫和環(huán)境濕球溫度差值為2℃輔以設(shè)定地埋管2h間歇運行的控制策略,系統(tǒng)年平均COP為2.857