重慶市冷卻塔復(fù)合式地埋管地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)化及控制研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展，城市化進程不斷加快，建筑能耗也正飛速增加。地源熱泵作為一項可再生能源技術(shù)的應(yīng)用，由于其節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢，在國內(nèi)正迎來前所未有的快速發(fā)展。其中冷卻塔復(fù)合式地埋管地源熱泵系統(tǒng)作為解決地下?lián)Q熱系統(tǒng)全年冷熱負(fù)荷不平衡，降低工程初投資的一項重要的工程解決方案，在越來越多的工程中得到應(yīng)用，特別在地處夏熱冬冷地區(qū)的重慶，該系統(tǒng)的優(yōu)勢更為明顯。由于冷卻塔復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)往往規(guī)模較大，系統(tǒng)復(fù)雜，無論是冷卻塔與地下?lián)Q熱器的設(shè)計匹配還是

2、系統(tǒng)控制策略的制定，都與工程當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣?、地質(zhì)特征、系統(tǒng)配置方案等條件有關(guān)。隨著這項技術(shù)在重慶地區(qū)的推廣應(yīng)用，亟需能夠適應(yīng)重慶地區(qū)應(yīng)用的復(fù)合式系統(tǒng)設(shè)計匹配方案和系統(tǒng)控制策略，用以指導(dǎo)工程的實施。本文結(jié)合重慶地區(qū)氣候特征和地埋管式地源熱泵系統(tǒng)的運行特征，針對冷卻塔復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計和系統(tǒng)控制策略制定開展以下研究：
　　從重慶地區(qū)氣候特征及各類建筑的運行特性出發(fā)，對影響地埋管換熱器運行的空調(diào)負(fù)荷特征進行分析，在此基礎(chǔ)上通過

3、開展不同間歇運行策略和不同流量狀態(tài)下的換熱器運行性能研究，得到了較佳的間歇運行方案，了解了不同流速下的換熱器運行性能。
　　為了進一步研究地下?lián)Q熱器內(nèi)介質(zhì)流速的合理范圍，根據(jù)第一階段研究結(jié)論，結(jié)合對市場主流機組產(chǎn)品和已有工程系統(tǒng)能耗構(gòu)成的調(diào)研，分析地下?lián)Q熱器流速變化對水泵、機組直至整個系統(tǒng)的能耗影響，得出了適應(yīng)重慶地區(qū)地埋管換熱系統(tǒng)應(yīng)用的最佳流速范圍。
　　為了了解冷卻塔的運行特征，本文利用經(jīng)典熱焓平衡理論建立冷卻塔運行模型

4、，根據(jù)此模型，分析了重慶地區(qū)氣候條件下冷卻塔運行狀態(tài)，又利用此模型得到了通過冷卻塔進水溫度和室外空氣濕球溫度預(yù)測冷卻塔出水溫度的方法，用于指導(dǎo)系統(tǒng)的匹配研究和制定更加完善的運行策略。
　　通過上述研究，本文總結(jié)了在重慶地區(qū)以全年逐時負(fù)荷分析為基礎(chǔ)，地下?lián)Q熱系統(tǒng)設(shè)計以冬季地下?lián)Q熱器需求為主，冷卻塔設(shè)置滿足夏季負(fù)荷峰值需求和全年地下?lián)Q熱系統(tǒng)冷熱平衡的系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計方案；初步歸納了地下?lián)Q熱器在0.4～0.5m/s的合理流速范圍內(nèi)，利用合