本文關(guān)鍵詞：混合式地源熱泵系統(tǒng)的TRNSYS模擬研究　出處：《廣東工業(yè)大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：地源熱泵系統(tǒng)具有節(jié)能與環(huán)保雙重效益,國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項新技術(shù)之中。在我國發(fā)展和推廣地源熱泵具有良好的市場和外界條件,但是由于地理條件的限制和技術(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,熱泵運行性能逐漸惡化,同時由于這些地區(qū)冬季溫度較低,單一地源熱泵供暖不足,所需地埋管面積較大,成本較高。針對上述問題本文以TRNSYS軟件為仿真平臺,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)進行補充。設(shè)計了兩種太陽能補熱方案,匹配了系統(tǒng)各個模塊,對比單一系統(tǒng)熱泵和兩種補熱系統(tǒng)方案,在鉆井深度為30m,60m,80m,100m,120m情況下,對蒸發(fā)器進水溫度、機組COP值和周圍土壤溫度的變化進行了分析研究。 通過對太陽能系統(tǒng)中集熱器和水箱容積進行了匹配驗證,以1m~2對應(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,進水溫度一般會低于0℃,而加入太陽能熱水系統(tǒng)補熱后,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)器進水溫度達到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)對地源熱泵蒸發(fā)器進水溫度的提升量逐漸減少。方案一對蒸發(fā)器進水溫度的提升量優(yōu)于方案二提升量。兩種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。 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,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值遠小于有太陽能補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,在提升機組COP值方面,方案一的作用優(yōu)于方案二的作用。 隨著鉆井深度的增加,最終土壤的溫度也隨之增加,鉆井深度越深,太陽能補熱的影響強度越來越弱,方案二對土壤溫度的提升優(yōu)于方案一對土壤的提升。 在供暖為主的北方地區(qū),由于冷熱負(fù)荷需求不同,使用單一熱泵機組長期連續(xù)運行造成地下土壤溫度逐漸降低,從而導(dǎo)致機組運行效率降低,甚至無法運行,使用太陽能與地源熱泵系統(tǒng)聯(lián)合運行可以很好的解決這個問題。
[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，

本文編號：1390992