混合式地源熱泵系統(tǒng)不同控制

1、混合式地源熱泵系統(tǒng)不同控制策略的分析與比較混合式地源熱泵系統(tǒng)不同控制策略的分析與比較摘要摘要：提出了適用于最常見的兩種混合式地源熱泵系統(tǒng)———冷卻塔地源熱泵系統(tǒng)和鍋爐地源熱泵系統(tǒng)的控制策略。選取武漢和哈爾濱為代表城市以某一小型辦公樓建筑為研究對(duì)象對(duì)兩種混合式地源熱泵系統(tǒng)在不同控制策略下的運(yùn)行情況進(jìn)行了仿真分析比較了各種控制策略下的熱平衡及能耗狀況。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：混合式地源熱泵系統(tǒng)冷卻塔鍋爐控制策略Abstract:Abstract:Pr

2、ovidescontrolstrategiesbeingapplicableftwokindsofcommonhybridgroundsourceheatpumpsystems—thecoolingtowergroundsourceheatpumpsystemtheboilergroundsourceheatpumpsystem.ingWuhanHarbinasrepresentativecitiestakingasmallsizedo

3、fficebuildingasstudyobjectsimulatestheoperationconditionsofthetwosystemsunderdifferentcontrolstrategiesanalysescomparestheheatbalanceenergyconsumption.KeywdsKeywds：hybridgroundsourceheatpumpsystemcoolingtowerboilercontro

4、lstrategy.引言混合式地源熱泵系統(tǒng)的控制策略主要是指對(duì)輔助散熱(吸熱)設(shè)施運(yùn)行條件的控制[1]控制方案對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行效果及運(yùn)行費(fèi)用等都有著極為重要的影響。本文旨在對(duì)混合式地源熱泵系統(tǒng)在不同氣候地區(qū)的最佳控制方案及相應(yīng)的自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行初步的研究以求達(dá)到最佳的運(yùn)行效果與最小的經(jīng)濟(jì)投入。1確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為了進(jìn)行模擬仿真選取一棟小型辦公建筑為研究對(duì)象對(duì)其進(jìn)行混合式地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)于需配置輔助散熱設(shè)施和輔助吸熱設(shè)施兩種情況分

5、別在該辦公樓設(shè)立冷卻塔地源熱泵系統(tǒng)和鍋爐地源熱泵系統(tǒng)。經(jīng)過比較南方地區(qū)(夏季冷負(fù)荷大于冬季熱負(fù)荷)選取武漢、北方地區(qū)(冬季熱負(fù)荷大于夏季冷負(fù)荷)選取哈爾濱進(jìn)行計(jì)算得到的計(jì)算冷熱負(fù)荷分別為163.7kW119.7kW140.4kW205.7kW。1.1地源熱泵系統(tǒng)1)系統(tǒng)形式:采用工程中應(yīng)用最普遍的豎直并聯(lián)單U形埋管方式管徑25mm鉆中Q′c為輔助散熱裝置的設(shè)計(jì)散熱能力WQ′s1為整個(gè)系統(tǒng)夏季的放熱量W。對(duì)于鍋爐地源熱泵系統(tǒng)由于熱負(fù)荷大于

6、冷負(fù)荷故系統(tǒng)埋管長(zhǎng)度以滿足制冷要求來確定即取Lc。類比式(3)有Q′h=Qs2LhLcLh(4)式中Q′h為輔助吸熱裝置的設(shè)計(jì)吸熱能力W。Qs2為整個(gè)系統(tǒng)冬季的取熱量W。計(jì)算得冷卻塔和鍋爐的容量分別為75kW和100kW。2建立系統(tǒng)模型2.1模型構(gòu)建暖通行業(yè)的仿真軟件中有一類專用于暖通空調(diào)系統(tǒng)能量特性和控制特性模擬的如HVACSIMTRNSYS等。該類軟件以整個(gè)系統(tǒng)中各部件為單元按照各部件的壓力、流動(dòng)方程及質(zhì)量能量平衡等進(jìn)行計(jì)算因此適用

7、于系統(tǒng)的控制分析和控制器設(shè)計(jì)。本文選用TRNSYS軟件作為仿真平臺(tái)并建立混合式地源熱泵系統(tǒng)的模型。建立系統(tǒng)模型時(shí)首先需要建立其各組成部分的數(shù)學(xué)模型然后根據(jù)具體的仿真對(duì)象確定模型中的所有參數(shù)并按照實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)備布置情況利用一定的方式將所有的數(shù)學(xué)模型串接起來形成閉式計(jì)算回路之后進(jìn)行仿真調(diào)試當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)每個(gè)時(shí)刻的計(jì)算都收斂后系統(tǒng)模型即算建成[67]。2.2控制策略暖通空調(diào)HV②設(shè)定熱泵出口流體最高溫度(策略2)。2)溫差控制此控制方案主要是對(duì)熱