混合式地源热泵系统的TRNSYS模拟研究

发布时间：2018-01-07 04:27

  本文关键词：混合式地源热泵系统的TRNSYS模拟研究　出处：《广东工业大学》2013年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：地源热泵系统具有节能与环保双重效益,国际上将地下蓄能技术和高效热泵引入到21世纪最具有发展前途的50项新技术之中。在我国发展和推广地源热泵具有良好的市场和外界条件,但是由于地理条件的限制和技术的约束,目前单一地源热泵的发展受到诸多限制,特别是针对冷热负荷不均的地区,由于在供暖为主的地区夏季向土壤中的放热小于冬季取热,即热负荷大于冷负荷,导致土壤温度逐年降低,热泵运行性能逐渐恶化,同时由于这些地区冬季温度较低,单一地源热泵供暖不足,所需地埋管面积较大,成本较高。针对上述问题本文以TRNSYS软件为仿真平台,以北京地区某一建筑的夏季制冷负荷为基准设计地源热泵系统,冬季供暖负荷不足部分由太阳能系统进行补充。设计了两种太阳能补热方案,匹配了系统各个模块,对比单一系统热泵和两种补热系统方案,在钻井深度为30m,60m,80m,100m,120m情况下,对蒸发器进水温度、机组COP值和周围土壤温度的变化进行了分析研究。 通过对太阳能系统中集热器和水箱容积进行了匹配验证,以1m~2对应75L的水箱容积匹配满足系统要求。 研究表明,单一系统在30m、60m及以内的钻井深度时,进水温度一般会低于0℃,而加入太阳能热水系统补热后,其温度提升到0℃以上。在120m的钻井深度单一系统在1月的最低蒸发器进水温度达到5℃,而利用混合式地源热泵系统可以提高3.4℃。随着钻井深度的增加,太阳能热水系统对地源热泵蒸发器进水温度的提升量逐渐减少。方案一对蒸发器进水温度的提升量优于方案二提升量。两种方案的提升效果最好的是3月份,提升作用最少的是11月份。 钻井深度为30m,方案一COP值增加了0.398,方案二COP值增加了0.378；钻井深度120m时,方案一COP值增加了0.148,方案二的COP值增加了0.141。单一系统的月平均COP值远小于有太阳能补热的混合式地源热泵系统月平均COP值。随着钻井深度的增加,机组的月平均COP值逐渐增加,增加量逐渐减少。由此可知,在提升机组COP值方面,方案一的作用优于方案二的作用。 随着钻井深度的增加,最终土壤的温度也随之增加,钻井深度越深,太阳能补热的影响强度越来越弱,方案二对土壤温度的提升优于方案一对土壤的提升。 在供暖为主的北方地区,由于冷热负荷需求不同,使用单一热泵机组长期连续运行造成地下土壤温度逐渐降低,从而导致机组运行效率降低,甚至无法运行,使用太阳能与地源热泵系统联合运行可以很好的解决这个问题。
[Abstract]:The ground source heat pump system has the dual benefit of energy saving and environmental protection , and the underground energy storage technology and high efficiency heat pump are introduced into the 50 new technologies which are the most promising in the 21st century . By matching the volume of the heat collector and the water tank in the solar system , the volume of the water tank corresponding to 75L of 1m ~ 2 meets the requirements of the system . The results show that when the drilling depth of the single system is 30m , 60m and less , the water inlet temperature is generally lower than 0 鈩，

本文编号：1390992