豎直埋管地源熱泵恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、利用淺層地?zé)崮芘c熱泵技術(shù)相結(jié)合形成的為建筑物供暖、制冷的地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是可再生能源利用的有效方式。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)目前主要應(yīng)用在普通舒適性空調(diào)中,但對室內(nèi)環(huán)境需要常年提供恒溫恒濕空調(diào)的系統(tǒng),地源熱泵在這類系統(tǒng)中的應(yīng)用研究還鮮有報道。這類系統(tǒng)對空調(diào)需求穩(wěn)定、能源消耗較大。本文針對恒溫恒濕空調(diào)的特點以及夏熱冬冷地區(qū)的氣候特點,深入研究了豎直埋管地源熱泵恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)。主要內(nèi)容包括:
  (1)為研究豎直埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在恒溫恒

2、濕環(huán)境中的運行特性,建立豎直埋管地源熱泵恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)理論分析模型,對地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運行性能、地下埋管換熱器與土壤的換熱量和鉆孔周圍土壤溫度分布進行預(yù)測。
  (2)為了對豎直埋管地源熱泵恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)進行實驗研究以及對理論模型進行驗證,以上海地區(qū)某檔案館建筑為對象,構(gòu)建豎直埋管地源熱泵恒溫恒濕空調(diào)實驗系統(tǒng)。建筑面積8000m2。系統(tǒng)主要包括地下埋管換熱器、兩臺額定制冷量為594kW的熱回收型地源熱泵機組以及再熱采用冷凝熱

3、回收的恒溫恒濕機組。其中地下埋管換熱器包括80m深、直徑160mm的鉆井280個,每個鉆井內(nèi)布置DN32單U型管。制冷工況運行時,采用冷凝熱回收技術(shù),將一部分冷凝熱用于恒溫恒濕機組內(nèi)空氣的再熱,這樣不僅減少了向土壤排放的熱量,而且用冷凝熱代替了常用的電加熱來再熱空氣,節(jié)省了這部分的電能。
  (3)對系統(tǒng)進行理論預(yù)測,預(yù)測得出上海地區(qū)全年地下埋管換熱器向土壤散熱量為2630GJ,從土壤中吸熱為2114.7GJ,熱不平衡率為19.6

4、%。在初始溫度為18℃時,運行一年后距鉆孔周圍土壤溫度上升為18.76℃。
  (4)對地源熱泵恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)進行全年實驗研究。得出冬季典型工況下,熱泵機組制熱COP達到5.2;夏季典型工況下,機組制冷COP達到5.1。連續(xù)運行一年,室內(nèi)溫濕度控制在規(guī)定范圍內(nèi),滿足國家規(guī)范要求。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在一年的運行時間內(nèi)土壤溫度上升了0.7℃左右,冷凝熱回收對緩解土壤熱堆積的貢獻是68.14%。
  (5)利用理論分析模型,結(jié)合實

5、驗研究,對系統(tǒng)長時間運行性能進行預(yù)測,找到合理的運行控制策略。結(jié)果表明隨埋管間距的增加,土壤溫度上升變慢,有利于系統(tǒng)穩(wěn)定運行,建議上海地區(qū)豎直埋管地源熱泵恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)選擇埋管間距4m~5m,埋管深度80m~100m。系統(tǒng)連續(xù)運行15年后,采用熱回收技術(shù)時土壤溫度上升幅度比不采用熱回收時降低66.98%;室內(nèi)設(shè)定20℃時,土壤溫度上升2.80℃,而如果室內(nèi)設(shè)定為22℃,則僅上升1.03℃,土壤溫度上升幅度降低63.21%。
  

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