閉式地表水源熱泵水下盤管換熱性能與系統(tǒng)動態(tài)特性.pdf

1、地表水源熱泵系統(tǒng)作為建筑節(jié)能領(lǐng)域的實用技術(shù)，環(huán)境效益顯著，投資運行費用低，在靠近江河、湖泊的空調(diào)采暖工程中受到關(guān)注。重慶地區(qū)地表水資源充沛，除長江及若干支流外，還擁有眾多內(nèi)湖，因此發(fā)展地表水源熱泵技術(shù)具有得天獨厚的優(yōu)勢。本文通過實驗結(jié)合數(shù)值模擬，以重慶一住宅建筑空調(diào)系統(tǒng)為對象，研究閉式地表水源熱泵水下?lián)Q熱盤管的傳熱性能及其系統(tǒng)動態(tài)特性。
　　首先，搭建了水下螺旋換熱盤管換熱性能實驗裝置，測量了管內(nèi)流量和進水溫度對換熱盤管換熱性能的

2、影響。實驗研究了進口流量分別為0.8、1.0、1.2 m3·h-1以及進水溫度分別為16、17、18、19、20℃的15種工況下的螺旋盤管平均換熱量。實驗結(jié)果表明，當(dāng)進水溫度為20℃、換熱溫差為8℃、管內(nèi)流量為1.2m3·h-1時，單位管長平均換熱量為49 W·m-1。隨著管內(nèi)流量增大，單位管長換熱量增大但進出口溫差減小；隨著進口溫度提升，單位管長換熱量與進出口溫差都增大。
　　其次，建立了長度100m的水下?lián)Q熱盤管數(shù)值模擬模型，

3、對水下?lián)Q熱盤管進行分段換熱模擬研究。通過對沿程換熱量的分段分析可知，單根盤管隨長度的延伸，越靠近出口端，每10m段的換熱量降低。不同管段換熱量隨管內(nèi)流量的增加而降低，其降低幅度減小。模擬結(jié)果說明，在熱泵機組運行過程中，當(dāng)用戶負荷波動較小時，單根換熱盤管長度可超過100m以增加盤管換熱量；而當(dāng)負荷長期波動較大時，單根盤管的長度適當(dāng)減少，增加組數(shù)。同時對換熱溫差最大的區(qū)域進行分析，結(jié)果表明在整個熱泵系統(tǒng)運行中，換熱盤管周圍環(huán)境水域的溫升小于

4、1℃，故該地表水源熱泵系統(tǒng)不會對水環(huán)境造成熱污染。
　　最后，建立DeST建筑能耗模型，利用TRNSYS軟件構(gòu)建了水源熱泵系統(tǒng)。針對一住宅建筑，選定機組參數(shù)，配合額定制冷/制熱量，確定單根盤管長度和盤管組數(shù)，并計算其源側(cè)最佳運行流量。對熱泵機組做8760h動態(tài)模擬，受水下盤管所在水域溫度變化的影響，水源熱泵機組 COP全年逐時變動。模擬結(jié)果表明，采用一臺或兩臺機組的不同系統(tǒng)配置方案，制冷模式下COP均為6左右；制熱模式下COP在兩