基于TRNSYS的遵义某高校地源热泵系统运行模拟分析

发布时间：2018-05-12 14:01

  本文选题：地源热泵 + 交替运行　； 参考：《重庆大学》2015年硕士论文

【摘要】：节能和环保日益成为社会发展的主流趋势,而地源热泵就是能有效节约能源、减少大气污染和二氧化碳排放的供热和空调新技术。进入21世纪以来,地源热泵在我们国家得到了广泛、迅速的发展,但是这种技术在发展的过程中遇到了很多的问题。土壤的热失衡就是其中一个非常重要的问题。本文以遵义某高校两栋建筑为对象,这两栋建筑的空调系统交替共用一套地源热泵系统,地源热泵白天供能教学楼,夜晚供学生公寓楼使用。利用TRNSYS软件对其地源热泵系统长期运行下的土壤热平衡问题进行了分析。本文首先对土壤温度特性进行了研究,通过恒热流热响应试验确定了土壤的热物性参数,结合土壤温度分布计算式对土壤温度分布及变化规律进行了分析,计算值与试验值相符合;然后建立负荷计算模型,对教学楼、学生公寓楼及两栋建筑空调系统交替运行时系统的全年动态负荷进行了计算分析。利用TRNSYS软件模拟地源热泵系统的长期运行,并对埋管区土壤平均温度、热泵机组源侧进/出口温度、热泵机组负荷侧进/出口温度、热泵机组COP的变化进行了分析。结果表明:本系统存在明显的冷热不平衡,运行10年埋管区土壤平均温度升高了9.34℃,对地源热泵系统的长期运行是非常不利的;热泵机组源侧进/出口年平均温度有上升趋势;热泵机组夏季COP不断降低,冬季COP则有所升高。分别对教学楼和学生公寓楼空调系统独立运行时的模型进行模拟分析,结果表明,系统都存在热失衡问题。与交替运行系统模拟结果对比发现,虽然交替运行时系统全年累积释热量与吸热量的平衡性优于教学楼空调系统独立运行时,但由于交替运行系统每周运行时间最长,运行10年,其土壤温升最大。因此,地源热泵系统运行时间的长短对土壤的温度场的改变有很大的影响。交替运行模式下土壤温度、热泵机组COP的变化最大,不利于系统的运行,但交替运行系统可以节省30.9%的初投资,实际中应综合技术、经济等因素来确定项目方案。工程设计中不能仅依据全年累积释热量、吸热量平衡来判断系统的热平衡性,也要考虑运行时间的影响。对影响地源热泵系统热平衡的因素进行了模拟分析,地埋管井间距对减小土壤热失衡有明显影响,地埋管埋深、管径对土壤温度场的变化也有影响。最后针对本项目存在的热失衡问题,提出了一些优化建议。建议本系统及符合条件的项目采用交替运行地源热泵空调+热水系统,考虑热水负荷后,系统运行10年,埋管区土壤温度升高了1.15℃,COPC降低了约2.5%,COPH增加了1%,都在可以接受的范围,因此,由地源热泵空调系统承担生活热水的方案是可行的。系统承担热水生活后并不会造成投资显著增加,而且学校的热水系统运行成本会降低很多。建议采用交替运行模式地源热泵系统+冷却塔复合系统,采用冷却塔辅助散热也可以完全消除土壤的热失衡,减少系统的初投资。
[Abstract]:This paper makes an analysis on the heat balance of the ground source heat pump system . The results show that the heat balance of the source side of the heat pump unit is higher than that of the air conditioning system . The system runs for 10 years , the soil temperature of the buried pipe area is increased by 1.15 鈩，

本文编号：1878894