江水源熱泵系統(tǒng)分區(qū)運行調控策略研究.pdf

1、發(fā)展可再生能源和提高能源利用效率是調整能源結構、緩解能源供給壓力的重要舉措。作為一種可再生能源利用方式，江水源熱泵系統(tǒng)以江水作為空調系統(tǒng)的冷熱源，具有顯著的節(jié)約能源和環(huán)保的特性。本文以江水源熱泵系統(tǒng)為研究對象，在掌握江水取水溫度及建筑負荷特性的基礎上，提出適應于不同江水溫度及建筑負荷率分布下的分區(qū)優(yōu)化控制策略。
　　江水的溫度特性在很大程度上決定了江水源熱泵系統(tǒng)能否實現(xiàn)預期的節(jié)能效果。通過對實測江水溫度數(shù)據(jù)的分析，掌握了江水溫度的

2、變化規(guī)律。針對目前江水水溫基礎數(shù)據(jù)不完善的問題，利用“互信息”方法建立了滿足“日尺度”水溫預測的江水水溫預測模型。分別以納什效率系數(shù)（NSC）、均方根誤差（RMSE）、最大絕對誤差（MAE）作為評判參數(shù)，驗證和分析利用模擬數(shù)據(jù)和校驗數(shù)據(jù)驗證建立的水溫預測模型的準確性，結果表明建立的水溫預測模型能夠表達日平均氣溫與日平均水溫的關系，該水溫預測模型能夠為水源熱泵系統(tǒng)的設計指導和運行調控提供較準確的水溫數(shù)據(jù)支撐。另外一個影響江水源熱泵系統(tǒng)節(jié)能

3、特性的重要因素便是建筑物的負荷特性。利用DeST分別建立了酒店、商場、辦公三種典型公共建筑的負荷模型，并對這三種典型建筑的負荷特性和江水溫度分布特性聯(lián)合起來考慮，為依據(jù)建筑物負荷特性和江水溫度分布特性提出江水源熱泵系統(tǒng)優(yōu)化控制策略奠定了基礎。
　　分析了供給側（江水側）、能量轉換側（江水源熱泵系統(tǒng)）、需求側（建筑負荷側）三者間的耦合關系，發(fā)現(xiàn)江水源熱泵系統(tǒng)的運行節(jié)能的關鍵在于尋求建立“兩個平衡”：建筑所需冷量與江水源熱泵系統(tǒng)提供冷

4、量之間的平衡、江水帶走熱量與冷凝器放出熱量之間的平衡。即根據(jù)供給側特性（江水溫度）、需求側特性（建筑的負荷分布），對能量轉換側的運行控制參數(shù)進行調整，以達到在滿足建筑負荷的前提下節(jié)省系統(tǒng)運行能耗的目的。本文利用建立的江水源熱泵系統(tǒng)能耗模型，對不同運行控制參數(shù)對系統(tǒng)運行能耗的影響進行敏感性分析，確定了影響系統(tǒng)能耗的關鍵因素。在以上分析的基礎上，基于“供需匹配”原則，根據(jù)江水溫度、建筑負荷這兩個外界條件，以風系統(tǒng)風量mair、冷凍泵流量mI

5、WP、機組冷凍水出水設定溫度Tset、取水泵流量mEWP為調控參數(shù)，提出適應不同江水溫度、建筑負荷分布的分區(qū)運行優(yōu)化調控策略。
　　最后，以重慶市某一江水源熱泵系統(tǒng)工程為實例，利用TRNSYS仿真平臺，對基準控制策略、變頻優(yōu)化控制策略（不分區(qū)）和分區(qū)優(yōu)化控制策略下江水源熱泵系統(tǒng)能耗進行對比分析。模擬所得結果表明，在整個供冷季，變頻優(yōu)化控制策略相對于基準控制策略的系統(tǒng)能耗節(jié)能率為7.11％，分區(qū)優(yōu)化控制策略較變頻優(yōu)化控制策略的節(jié)能率