【摘要】：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,生態(tài)環(huán)境惡化、能源供應(yīng)緊張,溫室效應(yīng)加劇等一系列問題日益突出。我國作為能源消費大國,政府出臺了一系列關(guān)于節(jié)能減排的相關(guān)政策。為了積極響應(yīng)政府節(jié)能減排的號召,地源熱泵技術(shù)應(yīng)運而生。地源熱泵作為一種利用地熱能的可再生能源應(yīng)用技術(shù),在可持續(xù)發(fā)展的道路上一直扮演著重要角色。本文將夏熱冬冷地區(qū)某辦公樓地源熱泵系統(tǒng)作為研究對象,通過對該系統(tǒng)全年冬夏季工況運行參數(shù)的測試與分析,旨在找出地源熱泵系統(tǒng)各參數(shù)運行規(guī)律以及熱泵機組COP關(guān)鍵影響因素。利用樓宇監(jiān)控系統(tǒng)測試其全年運行數(shù)據(jù),并從用戶側(cè)供水溫度,地源側(cè)供回水溫度,機組性能系數(shù)和耗電量等角度進行分析,結(jié)果表明其夏季機組平均性能系數(shù)為3.92,冬季機組平均性能系數(shù)為4.09,地源熱泵系統(tǒng)冷熱不平衡問題嚴重,夏季運行效率相比于冬季欠佳。然后將獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),利用隨機森林模型分析該系統(tǒng)的各個運行參數(shù)對影響機組性能系數(shù)的重要程度,結(jié)果表明部分負荷率是對機組性能系數(shù)變化影響最重要的因素,地源側(cè)回水溫度次之。運用TRNSYS仿真模擬軟件,以該地源熱泵系統(tǒng)為原型,建立仿真系統(tǒng),旨在模擬分析地源熱泵系統(tǒng)長期運行狀態(tài),改善系統(tǒng)運行性能。首先是通過實測值與模擬值的對比驗證了該仿真模型的準確性。然后以總耗電量為目標函數(shù),針對該系統(tǒng)目前存在的問題以及影響機組性能系數(shù)變化重要性較高的變量提出了優(yōu)化控制策略:根據(jù)熱泵機組負荷率采用變水溫控制,通過控制供水溫度間接控制用戶側(cè)回水溫度,其次制冷工況下地源側(cè)開啟冷卻塔,并采用定時啟停控制策略,水泵與機組啟停時間不變。最后利用仿真模型模擬優(yōu)化前后的地源熱泵系統(tǒng)長期運行效果,結(jié)果表明優(yōu)化控制策略下系統(tǒng)運行10年土壤溫升僅2.0℃,相比于優(yōu)化前減少了4.7℃,且系統(tǒng)冬夏季能效比與全年性能系數(shù)都高于基準控制策略,優(yōu)化后系統(tǒng)10年共節(jié)約電量143155kWh,節(jié)能量為16.2%。
【圖文】：

生無污染但初投資較高。針對地源熱泵系統(tǒng)總存在的眾多技術(shù)難點和問題[30]，國內(nèi)眾多研究人員從建筑特性，控制策略，參數(shù)設(shè)計等角度對地源熱泵系統(tǒng)進行測試和優(yōu)化[31-34]，旨在能夠進一步推動地源熱泵技術(shù)在實際工程當中的應(yīng)用。本文基于夏熱冬冷地區(qū)某地源熱泵系統(tǒng)，對其冬夏季的運行工況分別進行監(jiān)測和分析。2.1 地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)介紹該地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)位于夏熱冬冷地區(qū)某辦公樓內(nèi)，占地面積約為 2518m2，其中空調(diào)面積為 964m2，空調(diào)工程系統(tǒng)圖如圖 2-1 所示。該系統(tǒng)以土壤為其冷熱源，夏季制冷冬季供熱。夏季室內(nèi)設(shè)計溫度 26℃，冬季室內(nèi)設(shè)計溫度 20℃，經(jīng)計算，辦公樓空調(diào)區(qū)域夏季冷負荷為 127kW，冬季的熱負荷為 89kW。采用兩臺水-水模塊式地源熱泵機組，單臺制冷機組制冷量為 69kW，制熱量為 59kW，，具體參數(shù)見表 2-1。每臺機組配有兩臺全封閉渦旋壓縮機，保證機組高效可靠運行。冷凍水泵冷卻水泵均為一用一備，工頻運行，其中循環(huán)水泵可進行變頻控制，冷卻水泵流量為 44m3/h，功率 4.4kW；冷凍水泵 31.3m3/h，功率 4.1 kW 。

VLC-853 通用控制器 現(xiàn)場VLC-1600 通用控制器 現(xiàn)場VLC-651R 通用控制器 現(xiàn)場VLC-651R 通用控制器 現(xiàn)場NET-TH 聯(lián)網(wǎng)型溫濕度 傳感Envision for BACtalk 工作站（客戶端） 管理BIG-MODBUS BACnet IO Module 現(xiàn)場系統(tǒng)的監(jiān)控主要內(nèi)容包括房間溫濕度、新風機組工況參數(shù)以針對地源熱泵系統(tǒng)的監(jiān)控主要包括室外參數(shù)、控制臺、報制、負荷監(jiān)測以及熱泵運行參數(shù)等。監(jiān)測點位分布見圖 2用電磁流量計，而系統(tǒng)測試則采用超聲波流量計。電能通過要監(jiān)控制冷機、空調(diào)水泵和地源熱泵的功率和電能。溫濕度送器、水道溫度傳感器和 HOBO 溫濕度記錄儀（溫度范圍濕度范圍：15%~95%， 3.5%）。數(shù)據(jù)采集頻率 12 次/h，監(jiān)致。
【學位授予單位】：蘇州科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU83

【參考文獻】

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本文編號：2709522