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基于负荷特性的复合地源热泵系统运行策略研究

作　者: 刘元
导　师: 王劲柏
学　校: 华中科技大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 地源热泵系统仿真间歇运行 TRNSYS
分类号: TU831
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

地源热泵系统因其环保节能的特性在全球范围内得到越来越广泛的应用，然而在夏热冬冷地区，夏季冷负荷远大于冬季热负荷的情况下，传统地源热泵系统会造成土壤热堆积，长期运行，系统能效下降。在夏热冬冷地区应使用有辅助冷却源的复合地源热泵系统。辅助冷却源有多种形式：冷却塔辅助冷却系统、浅池塘辅助冷却系统、水冷器辅助冷却系统、桥梁道路除雪融冰系统、生活热水系统等，本文主要对冷却塔辅助冷却的复合地源热泵系统展开研究。冷却塔辅助冷却的复合地源热泵系统有串联和并联两种系统形式，本文针对武汉市一栋办公建筑，利用基于TRNSYS的模拟仿真手段，对串联和并联两种系统形式进行模拟，对比发现并联系统在时间控制模式下系统运行性能优于串联系统温差控制运行模式。并联系统中，冷却塔和土壤换热器可以单独运行为系统供冷，土壤换热器间歇运行有利于土壤温度的恢复。本文考虑土壤换热器间歇运行时间长短对系统性能的影响，模拟运行后发现间歇时间越短，系统能耗越低，热泵机组供冷季能效高，供热季能效低，土壤平均温度低。分析武汉地区供冷季负荷特性和气象参数，发现供冷季初期和供冷季末期，冷负荷较小，而湿球温度较低，在此时间段单独运行冷却塔不仅能使冷却塔高效运行，而且还保留了土壤的冷却能力。在供冷季中期，负荷较大时，采用土壤换热器和冷却塔间歇运行模式，土壤的冷却能力得到充分发挥。模拟结果发现，考虑负荷特性的运行模式更节能，热泵机组能效明显高于全季节间歇运行模式，土壤温度恢复情况良好。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-16
  1.1 课题研究背景  9-11
  1.2 研究现况  11-14
  1.3 研究目的、方法、内容  14-16
2 复合式地源热泵系统建模与仿真  16-32
  2.1 TRNSYS 简介  16
  2.2 建筑物冷热负荷模型  16-17
  2.3 热泵机组模型  17-23
  2.4 冷却塔模型  23-26
  2.5 土壤换热器模型  26-29
  2.6 板式换热器模型  29-30
  2.7 模型耦合  30-31
  2.8 本章小结  31-32
3 冷却塔辅助冷却地源热泵系统形式分析  32-41
  3.1 系统形式介绍  32-33
  3.2 系统运行策略  33-35
  3.3 串联、并联系统模拟结果分析  35-39
  3.4 本章小结  39-41
4 并联系统间歇运行能耗分析  41-48
  4.1 并联系统运行间歇运行模式介绍  41-42
  4.2 并联系统间歇运行模拟结果分析  42-46
  4.3 本章小结  46-48
5 季节特性间歇运行系统能耗分析  48-56
  5.1 负荷季节特性分析  48-49
  5.2 季节特性间歇运行介绍  49-50
  5.3 季节特性间歇运行模拟结果分析  50-54
  5.4 本章小结  54-56
6 总结与展望  56-58
  6.1 全文总结  56-57
  6.2 展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-61

基于负荷特性的复合地源热泵系统运行策略研究

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