綜合能源站土壤源熱泵運行研究.pdf

1、隨著我國民用建筑面積的迅猛增長,建筑領域節(jié)能減排成為當今社會可持續(xù)發(fā)展的重要方面。采暖、空調(diào)作為建筑能耗占比最大的部分,是節(jié)能減排的重要潛力所在。以土壤源熱泵為主要冷熱源的區(qū)域供熱供冷系統(tǒng)是實現(xiàn)建筑節(jié)能減排的有效手段。近年來,我國主要發(fā)展以地下埋管作為熱源和熱匯的土壤源熱泵,既可增加可再生能源的利用量,又可提高能源使用效率。與單體建筑土壤源熱泵不同的是,區(qū)域供熱供冷系統(tǒng)中土壤源熱泵多與其他冷熱源構成復合系統(tǒng)。不同冷熱源的能源利用效率是不

2、同的。土壤源熱泵承擔建筑負荷的多少影響土壤溫度的變化,進而影響熱泵的運行系數(shù)。合理的調(diào)度土壤源熱泵與其他各種冷熱源,將有利于優(yōu)化區(qū)域供熱供冷系統(tǒng)的運行。
　　本文首先以天津市某綜合能源站為研究對象,通過監(jiān)測能源站運行數(shù)據(jù),比較各類冷熱源的節(jié)能性并分析土壤源熱泵運行情況。結果表明,冬季制熱土壤源熱泵比燃氣鍋爐節(jié)能19.0％;夏季制冷土壤源熱泵比電制冷系統(tǒng)節(jié)能11.3%。土壤源熱泵制熱直供工況比水蓄熱工況節(jié)能9.1%,蓄熱工況比直供工

3、況節(jié)費48.7%;土壤源熱泵制冷直供工況比水蓄冷工況節(jié)能17.2%,蓄冷工況比直供工況節(jié)費44.8%。地埋管換熱器的季節(jié)換熱總量影響地埋管出水溫度上升或下降的幅度,2011年冬季取熱量是2012年的4.02倍,致使2011年冬季地埋管出水溫度下降幅度是2012年的1.56倍;2013年夏季放熱量是2012年的1.14倍,致使2013年夏季地埋管出水溫度上升幅度是2012年的1.07倍。
　　依據(jù)實測數(shù)據(jù)制定能源站優(yōu)化方案,采用柱熱

4、源理論建立變熱流地埋管傳熱模型,并利用Visual Basic語言進行編程,預測熱泵系統(tǒng)不同運行模式下,地埋管出水溫度的變化情況,并依據(jù)預測的出水溫度分析熱泵的運行情況和費用。結果表明,運行過程中,熱泵應優(yōu)先采用蓄能方式,且盡量避免冬季熱泵雙機組同時開啟。冬季優(yōu)化運行方案下,熱泵機組的綜合運行系數(shù)為3.27,單位制熱量機組電費為51.6元/GJ;夏季優(yōu)化運行方案下,熱泵機組的綜合運行系數(shù)為5.41,單位制冷量機組電費為41.4元/GJ。