不同控制模式下冷卻塔輔助地源熱泵的動(dòng)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(diǎn)以及所蘊(yùn)藏的低品位熱能提高機(jī)組的運(yùn)行效率,而在國(guó)內(nèi)外得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用。但在我國(guó)夏熱冬冷地區(qū)空調(diào)冷熱負(fù)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(yùn)行能效與采用的控制方式有很大關(guān)系,因此本文對(duì)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(diǎn),利用 DeST軟件計(jì)算了該建筑的全年逐

2、時(shí)空調(diào)負(fù)荷。利用 GLD2012軟件為該建筑設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。模擬了機(jī)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(yùn)行狀態(tài),將該動(dòng)態(tài)仿真結(jié)果與利用TRNSYS軟件的仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,二者吻合度高。
　　以系統(tǒng)COP及土壤熱平衡為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)系統(tǒng)在不同控制模式和策略下的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了模擬。結(jié)果顯示:設(shè)定機(jī)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(jī)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(yùn)行條件,夜間定時(shí)啟動(dòng)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(huì)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(shí)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(duì)冷卻塔采用設(shè)定機(jī)組埋管側(cè)進(jìn)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(yùn)行的控制策略,系統(tǒng)年平均COP為2.857