本文選題：地源熱泵 + 交替運行　； 參考：《重慶大學》2015年碩士論文

【摘要】：節(jié)能和環(huán)保日益成為社會發(fā)展的主流趨勢,而地源熱泵就是能有效節(jié)約能源、減少大氣污染和二氧化碳排放的供熱和空調(diào)新技術(shù)。進入21世紀以來,地源熱泵在我們國家得到了廣泛、迅速的發(fā)展,但是這種技術(shù)在發(fā)展的過程中遇到了很多的問題。土壤的熱失衡就是其中一個非常重要的問題。本文以遵義某高校兩棟建筑為對象,這兩棟建筑的空調(diào)系統(tǒng)交替共用一套地源熱泵系統(tǒng),地源熱泵白天供能教學樓,夜晚供學生公寓樓使用。利用TRNSYS軟件對其地源熱泵系統(tǒng)長期運行下的土壤熱平衡問題進行了分析。本文首先對土壤溫度特性進行了研究,通過恒熱流熱響應(yīng)試驗確定了土壤的熱物性參數(shù),結(jié)合土壤溫度分布計算式對土壤溫度分布及變化規(guī)律進行了分析,計算值與試驗值相符合;然后建立負荷計算模型,對教學樓、學生公寓樓及兩棟建筑空調(diào)系統(tǒng)交替運行時系統(tǒng)的全年動態(tài)負荷進行了計算分析。利用TRNSYS軟件模擬地源熱泵系統(tǒng)的長期運行,并對埋管區(qū)土壤平均溫度、熱泵機組源側(cè)進/出口溫度、熱泵機組負荷側(cè)進/出口溫度、熱泵機組COP的變化進行了分析。結(jié)果表明:本系統(tǒng)存在明顯的冷熱不平衡,運行10年埋管區(qū)土壤平均溫度升高了9.34℃,對地源熱泵系統(tǒng)的長期運行是非常不利的;熱泵機組源側(cè)進/出口年平均溫度有上升趨勢;熱泵機組夏季COP不斷降低,冬季COP則有所升高。分別對教學樓和學生公寓樓空調(diào)系統(tǒng)獨立運行時的模型進行模擬分析,結(jié)果表明,系統(tǒng)都存在熱失衡問題。與交替運行系統(tǒng)模擬結(jié)果對比發(fā)現(xiàn),雖然交替運行時系統(tǒng)全年累積釋熱量與吸熱量的平衡性優(yōu)于教學樓空調(diào)系統(tǒng)獨立運行時,但由于交替運行系統(tǒng)每周運行時間最長,運行10年,其土壤溫升最大。因此,地源熱泵系統(tǒng)運行時間的長短對土壤的溫度場的改變有很大的影響。交替運行模式下土壤溫度、熱泵機組COP的變化最大,不利于系統(tǒng)的運行,但交替運行系統(tǒng)可以節(jié)省30.9%的初投資,實際中應(yīng)綜合技術(shù)、經(jīng)濟等因素來確定項目方案。工程設(shè)計中不能僅依據(jù)全年累積釋熱量、吸熱量平衡來判斷系統(tǒng)的熱平衡性,也要考慮運行時間的影響。對影響地源熱泵系統(tǒng)熱平衡的因素進行了模擬分析,地埋管井間距對減小土壤熱失衡有明顯影響,地埋管埋深、管徑對土壤溫度場的變化也有影響。最后針對本項目存在的熱失衡問題,提出了一些優(yōu)化建議。建議本系統(tǒng)及符合條件的項目采用交替運行地源熱泵空調(diào)+熱水系統(tǒng),考慮熱水負荷后,系統(tǒng)運行10年,埋管區(qū)土壤溫度升高了1.15℃,COPC降低了約2.5%,COPH增加了1%,都在可以接受的范圍,因此,由地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)承擔生活熱水的方案是可行的。系統(tǒng)承擔熱水生活后并不會造成投資顯著增加,而且學校的熱水系統(tǒng)運行成本會降低很多。建議采用交替運行模式地源熱泵系統(tǒng)+冷卻塔復(fù)合系統(tǒng),采用冷卻塔輔助散熱也可以完全消除土壤的熱失衡,減少系統(tǒng)的初投資。
[Abstract]:This paper makes an analysis on the heat balance of the ground source heat pump system . The results show that the heat balance of the source side of the heat pump unit is higher than that of the air conditioning system . The system runs for 10 years , the soil temperature of the buried pipe area is increased by 1.15 鈩，

本文編號：1878894