混合式地源熱泵系統(tǒng)的TRNSYS模擬研究.pdf

1、地源熱泵系統(tǒng)具有節(jié)能與環(huán)保雙重效益，國(guó)際上將地下蓄能技術(shù)和高效熱泵引入到21世紀(jì)最具有發(fā)展前途的50項(xiàng)新技術(shù)之中。在我國(guó)發(fā)展和推廣地源熱泵具有良好的市場(chǎng)和外界條件，但是由于地理?xiàng)l件的限制和技術(shù)的約束，目前單一地源熱泵的發(fā)展受到諸多限制，特別是針對(duì)冷熱負(fù)荷不均的地區(qū)，由于在供暖為主的地區(qū)夏季向土壤中的放熱小于冬季取熱，即熱負(fù)荷大于冷負(fù)荷，導(dǎo)致土壤溫度逐年降低，熱泵運(yùn)行性能逐漸惡化，同時(shí)由于這些地區(qū)冬季溫度較低，單一地源熱泵供暖不足，所需地

2、埋管面積較大，成本較高。針對(duì)上述問題本文以TRNSYS軟件為仿真平臺(tái)，以北京地區(qū)某一建筑的夏季制冷負(fù)荷為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)地源熱泵系統(tǒng)，冬季供暖負(fù)荷不足部分由太陽能系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充。設(shè)計(jì)了兩種太陽能補(bǔ)熱方案，匹配了系統(tǒng)各個(gè)模塊，對(duì)比單一系統(tǒng)熱泵和兩種補(bǔ)熱系統(tǒng)方案，在鉆井深度為30m，60m，80m，100m，120m情況下，對(duì)蒸發(fā)器進(jìn)水溫度、機(jī)組COP值和周圍土壤溫度的變化進(jìn)行了分析研究。
　　 通過對(duì)太陽能系統(tǒng)中集熱器和水箱容積進(jìn)行了匹配驗(yàn)

3、證，以1m2對(duì)應(yīng)75L的水箱容積匹配滿足系統(tǒng)要求。
　　 研究表明，單一系統(tǒng)在30m、60m及以內(nèi)的鉆井深度時(shí)，進(jìn)水溫度一般會(huì)低于0℃，而加入太陽能熱水系統(tǒng)補(bǔ)熱后，其溫度提升到0℃以上。在120m的鉆井深度單一系統(tǒng)在1月的最低蒸發(fā)器進(jìn)水溫度達(dá)到5℃，而利用混合式地源熱泵系統(tǒng)可以提高3.4℃。隨著鉆井深度的增加，太陽能熱水系統(tǒng)對(duì)地源熱泵蒸發(fā)器進(jìn)水溫度的提升量逐漸減少。方案一對(duì)蒸發(fā)器進(jìn)水溫度的提升量?jī)?yōu)于方案二提升量。兩種方案的提升效

4、果最好的是3月份，提升作用最少的是11月份。
　　 鉆井深度為30m，方案一COP值增加了0.398，方案二COP值增加了0.378;鉆井深度120m時(shí)，方案一COP值增加了0.148，方案二的COP值增加了0.141。單一系統(tǒng)的月平均COP值遠(yuǎn)小于有太陽能補(bǔ)熱的混合式地源熱泵系統(tǒng)月平均COP值。隨著鉆井深度的增加，機(jī)組的月平均COP值逐漸增加，增加量逐漸減少。由此可知，在提升機(jī)組COP值方面，方案一的作用優(yōu)于方案二的作用。