基于冷热源辅助的地源热泵系统仿真及运行控制策略研究

发布时间：2018-11-10 06:50

【摘要】：地源热泵技术由于其高效节能而逐渐得到广泛应用。但该技术在我国大型商业建筑应用案例并不多,主要原因是大型商业建筑能源需求大,需要钻孔个数多,而大型商业建筑周边可利用埋管区域却很少。本文针对上述特点,以济南某一商业建筑为案例,提出了常规冷水机组供冷+市政城市管网集中供热系统、地源热泵系统和有冷水机组与集中供热辅助的复合式地源热泵系统三个方案的运行方式和控制形式,在软件TRNSYS中相应的搭建三个不同系统的仿真模型,进行动态仿真模拟,并对三种方案的机组出入口水温、地下土壤平均温度及系统的经济性进行分析。首先用DeST搭建模型输出该实际工程的建筑全年逐时负荷,然后用软件地热之星设计计算单一地源热泵(Ground Source Heat Pump,简称GSHP)系统及复合式地源热泵系统的地热换热器,之后在TRNSY中搭建的仿真模型中设定各个部件的参数,其中埋管区域平均综合导热系数为1.872W/m·℃,平均容积比热容1920 kJ/m3·℃,地下土壤初始温度为16.9℃。模拟三个方案中机组的地源侧和空调侧进出口水温及单一地源热泵系统和复合系统地下土壤温度平均值在系统运行一年8760 h和二十年175200 h的逐时变化后,得出方案二单一地源热泵系统经过一年的运行后土壤温度均值升至18.48℃,运行二十年后土壤温度均值升至37.52℃;而复合系统分别为17.02℃和18.23℃。对比分析方案二、方案三的运行数据,可以看出系统运行二十年后方案二的土壤平均温度远远超过预期,对夏季向地下土壤释放热量会产生极其不利的影响,地下冷热严重不平衡。在使用年限内,地源热泵系统地源侧循环介质的温度远远超出设计温度的范围,不能满足空调要求,与地源侧循环介质的温度都在设计温度的范围内且土壤温度升幅不大的的复合系统相比不合理。通过分析及比较三个系统的初投资和运行维护费用,可以看出,地源热泵复合系统的初投资费用为288元/3，

本文编号：2321674