基于冷熱源輔助的地源熱泵系統(tǒng)仿真及運(yùn)行控制策略研究
發(fā)布時(shí)間:2018-11-10 06:50
【摘要】:地源熱泵技術(shù)由于其高效節(jié)能而逐漸得到廣泛應(yīng)用。但該技術(shù)在我國大型商業(yè)建筑應(yīng)用案例并不多,主要原因是大型商業(yè)建筑能源需求大,需要鉆孔個(gè)數(shù)多,而大型商業(yè)建筑周邊可利用埋管區(qū)域卻很少。本文針對上述特點(diǎn),以濟(jì)南某一商業(yè)建筑為案例,提出了常規(guī)冷水機(jī)組供冷+市政城市管網(wǎng)集中供熱系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)和有冷水機(jī)組與集中供熱輔助的復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)三個(gè)方案的運(yùn)行方式和控制形式,在軟件TRNSYS中相應(yīng)的搭建三個(gè)不同系統(tǒng)的仿真模型,進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真模擬,并對三種方案的機(jī)組出入口水溫、地下土壤平均溫度及系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析。首先用DeST搭建模型輸出該實(shí)際工程的建筑全年逐時(shí)負(fù)荷,然后用軟件地?zé)嶂窃O(shè)計(jì)計(jì)算單一地源熱泵(Ground Source Heat Pump,簡稱GSHP)系統(tǒng)及復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)的地?zé)釗Q熱器,之后在TRNSY中搭建的仿真模型中設(shè)定各個(gè)部件的參數(shù),其中埋管區(qū)域平均綜合導(dǎo)熱系數(shù)為1.872W/m·℃,平均容積比熱容1920 kJ/m3·℃,地下土壤初始溫度為16.9℃。模擬三個(gè)方案中機(jī)組的地源側(cè)和空調(diào)側(cè)進(jìn)出口水溫及單一地源熱泵系統(tǒng)和復(fù)合系統(tǒng)地下土壤溫度平均值在系統(tǒng)運(yùn)行一年8760 h和二十年175200 h的逐時(shí)變化后,得出方案二單一地源熱泵系統(tǒng)經(jīng)過一年的運(yùn)行后土壤溫度均值升至18.48℃,運(yùn)行二十年后土壤溫度均值升至37.52℃;而復(fù)合系統(tǒng)分別為17.02℃和18.23℃。對比分析方案二、方案三的運(yùn)行數(shù)據(jù),可以看出系統(tǒng)運(yùn)行二十年后方案二的土壤平均溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)期,對夏季向地下土壤釋放熱量會(huì)產(chǎn)生極其不利的影響,地下冷熱嚴(yán)重不平衡。在使用年限內(nèi),地源熱泵系統(tǒng)地源側(cè)循環(huán)介質(zhì)的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)溫度的范圍,不能滿足空調(diào)要求,與地源側(cè)循環(huán)介質(zhì)的溫度都在設(shè)計(jì)溫度的范圍內(nèi)且土壤溫度升幅不大的的復(fù)合系統(tǒng)相比不合理。通過分析及比較三個(gè)系統(tǒng)的初投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用,可以看出,地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)的初投資費(fèi)用為288元/3,
本文編號(hào):2321676
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