夏热冬冷地区溷合式地源热泵运行方法研究.pdfVIP

专题研讨 夏热冬冷地区混合式地源热泵运行方法研究 张勇，陈正顺，张世将 (合肥工业大学建筑设计研究院。安徽合肥230009) 摘要：通过对合肥地区几类典型建筑进行全年能耗模拟，得出各类建筑冬、夏季地埋管换热 器吸／排热的比例；结合某具体混合式地源热泵实验，分析出基于全年地埋管换热器“热平衡”的 不同类型建筑应用混合式地源热泵的控制方法和控制参数。 关键词：混合式地源热泵； 热平衡； 控制方法； 能耗模拟 中图分类号：TU831．4 文献标识码：B 0 引言 当地源热泵在地下水流动缓慢地区使用时，实质 停止向地埋管周围土壤排热以缓解地埋管周围的“热 上是一种转移冬、夏季空调负荷的“蓄能”空调。近年 堆积”现象，即提供时间，以便让地埋管周围换热区域 来，在夏季空调冷负荷大于冬季空调热负荷的地区，大 的岩土热量向周围扩散或被地下水带走。 量采用了地源热泵地埋管加冷却塔辅助散热的工程， 根据以上原则，可以根据夏季进入机组冷凝器的 这种地源热泵形式称之为混合式地源热泵系统 冷却水温度与室外环境大气湿球温度的温差来控制冷 却塔与地埋管的运行方式，充分利用室外环境给冷却 (HGSHPs)。该形式地源热泵的出现主要有以下两种目 的：1)缓解传统地源热泵地埋管的“热堆积”现象，降低 水降温以提高制冷机组效率；可以设定地埋管出口水 地源热泵空调系统的初投资和地埋管的占地面积”1； 温或者设定地源热泵机组运行时间段来控制冷却塔与 2)平衡地埋管全年热平衡，维持地源热泵长期运行的 地埋管的运行方式，以改善地埋管周围岩土换热效果 稳定与效率。一般混合式地源热泵的研究重点是基于 来减少热堆积，平衡地埋管周围岩土的冬、夏季的热平 衡。综合以上分析，混合式地源热泵可由以下方法进行 地埋管全年热平衡的控制方法与控制参数的研究H。但 控制：1)控制地埋管出口水温或夏季地源热泵机组冷 是，即使在同一地区、同等气候条件下，不同类型的建 凝器入口水温；2)以地埋管出口水温或夏季制冷机组 筑有不同功能与不同的空调运行方式，也就是针对不 冷凝器人口水温与室外环境大气湿球温度差来控制； 同的建筑，混合式地源热泵也应该有具体的控制方法 3)控制冷却塔运行时间段。这三种控制方法中，方法 与控制参数。 1)的控制比较明确，可以控制地埋管冬、夏季的换热平 衡；方法2)的控制可以充分利用室外环境温度，对地 1 混合式地源热泵控制策略分析 源热泵机组效率的提高明显，但是这种方法受环境影 混合式地源热泵冷却塔和地埋管具体的连接形式 响大，可控制性差，一般不易控制地源热泵主机夏季向 与冷却塔的选型已经比较成熟川。本文重点讨论混合式 地埋管周围岩土的排热量，也就是无法很好地控制地 地源热泵控制方法与控制参数，具体的控制原则有以 埋管冬、夏季换热的平衡；方法3)的控制性好，但是需 下三点：1)充分利用室外环境气候，提高整个空调系 要配置较大的冷却塔，在中小型1二程和夏季冷负荷受 统的运行效率；2)平衡地源热泵地埋管周围岩土的热 室外环境温度影响不大、以人员