夏热冬冷地区地源热泵系统夜间土壤蓄冷的研究

摘要

地源热泵因其稳定、高效的特点，在夏热冬冷地区的应用十分广泛。随着我国地源热泵应用推广工作的日趋高涨，一些问题也初见端倪。从系统技术研究和应用推广的角度来说，节能经济、长期持续高效运行是最重要的，而土壤热平衡是系统持续高效运行的保证和关键所在。因为夏热冬冷地区的气候特征，导致夏季建筑的冷负荷与冬季的热负荷不同，土壤全年累积排热量与取热量差异很大，由此产生的土壤热堆积的问题，导致系统运行效能下降，影响长期安全可靠运行。
　　本文综合考虑了我国夏热冬冷地区的气象条件、建筑物的负荷特性、土壤特性等因素，运用trnsys建立地源热泵-冷却塔制冷期夜间蓄冷模型，通过实测数据的验证，对模型进行反复调试，得到比较可靠的、准确的模型。利用DeST计算建筑全年逐时负荷，作为仿真模拟的负荷基础。对该仿真模型进行不同时间的模拟，从短期和长期两个角度来分析系统性能参数的变化规律。同时对提出的系统与常规的地源热泵系统及其复合系统运行的参数值进行比较分析。得出夜间土壤蓄冷系统在运行十年后土壤温度场仅升高了0.8℃，且系统在制冷期可以保持在高效运行状态下，对缓解土壤热堆积问题有很大的帮助。
　　在模拟结果的基础上对几种系统进行节能经济性评价，针对系统运行五年的能耗及其运行费用进行分析比较，得出该系统具有较好的经济性、节能性，对实际工程具有指导意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．1．1 课题研究背景

1．1．2 课题研究的目的及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 混合地源热泵系统的研究现状

1．2．2 土壤蓄能研究现状

1．2．3 TRNSYS软件应用现状

1．3 本文主要工作

第二章 数学模型

2．1 地埋管换热器模型

2．2 热泵机组模型

2．3 闭式冷却塔换热模型

2．4 土壤蓄冷的数学模型

2．5 本章小结

第三章 夜间土壤蓄冷模型的建立

3．1 实验

3．2 南京地区气候特征分析

3．3 建筑负荷模拟——DEST软件模拟

3．4 仿真模型的建立

3．5 TRNSYS仿真模型的实现

3．6 系统设备选型及设计

3．7 仿真模型的验证

第四章 仿真模型的模拟结果分析

4．1 运行模式的提出

4．2 系统运行对土壤温度的影响

4．3 系统运行对机组COP的影响

4．4 小结

第五章 系统的节能经济性评价

5．1 系统能耗分析

5．2 系统运行费用分析

5．3 小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间成果

致谢