夏熱冬冷地區(qū)混合式地源熱泵系統(tǒng)控制方案研究.pdf

1、地源熱泵利用淺層的地熱能向建筑提供空調(diào)、采暖和熱水，是可再生能源建筑利用的重要技術手段之一。夏熱冬冷地區(qū)建筑的制冷期較長，為減少地埋管向土壤排放的熱量以保證機組運行性能，常采用以冷卻塔為輔助散熱裝置的混合式地源熱泵系統(tǒng)。然而，混合式熱泵系統(tǒng)初投資較高，如何采取合理的冷卻塔啟停控制方案以降低系統(tǒng)能耗同時保證土壤熱平衡是當前面臨的關鍵性問題。
　　本文采用瞬態(tài)系統(tǒng)仿真軟件TRNSYS對夏熱冬冷地區(qū)的混合式地源熱泵系統(tǒng)進行了土壤傳熱特性

2、和運行性能的研究。通過現(xiàn)場熱響應測試實驗獲取土壤熱物性參數(shù)，并對混合式地源熱泵系統(tǒng)進行設計和系統(tǒng)建模;隨后提出三種冷卻塔啟停控制方案，并針對每種方案設立不同的參數(shù)以得出各方案下的最優(yōu)子方案，比較長沙地區(qū)各方案的適用性;最后，對同樣處于夏熱冬冷氣候的上海和武漢進行同一建筑模型的系統(tǒng)設計與冷卻塔啟?？刂品桨秆芯?，比較得出兩地區(qū)的最適用方案，并綜合地區(qū)差異分析三種控制方案的特點和適應性。
　　混合系統(tǒng)的控制方案以地埋管出水溫度、地埋管出

3、水與環(huán)境的溫差以及運行時間為控制信號，在細化各控制方案參數(shù)設置的同時考慮各方案的結合，以保證混合系統(tǒng)的正常運行。另外，本文提出了評價土壤熱平衡的具體指標，作為文中最優(yōu)控制方案的選擇標準之一。
　　結果表明，地埋管出水溫度控制能夠顯著改善土壤熱堆積問題，但能耗相對較高，地埋管出水與環(huán)境的溫差控制反應靈敏且能耗低但在不同地域間效果各異，運行時間控制對控制信號設定值依賴小系統(tǒng)穩(wěn)定性強。通過三種控制方案均能實現(xiàn)土壤熱平衡，長沙地區(qū)和武漢地