300-地源热泵空调系统的控制策略对其在制冷季㶲性能的影响研究.pdfVIP

地源热泵空调系统的控制策略对其在制冷 季㶲性能的影响研究 1,2 2 3 2 4 2 胡秋实 胡平放 林尧林 雷飞 邢路 朱娜 （1. 华中科技大学同济医学院附属协和医院，武汉 430022 ；2. 华中科技大学环境科学与 工程学院，武汉 430074 ；3. 武汉理工大学土木工程与建筑学院，武汉 430074 ；4. 华中科 技大学能源与动力工程学院，武汉 40074 ） 摘 要 本文将㶲分析方法应用于地源热泵空调系统，以武汉市某公共建筑的地源热泵空 调系统为例，使用TRNSYS 建立了该系统的㶲分析仿真模型。使用逐时的室外空气状态作为 参考状态，模拟得到了该系统在整个制冷季的㶲效率为 9.0%，㶲损失为 5.58x108kJ。基于 该模型，本文提出了5 种不同的地源热泵系统控制策略。模拟结果表明，在这5 种策略下地 源热泵空调系统在整个制冷季的㶲效率为8.3%-10.4%，㶲损失为原系统的69%-107%。 关键词 地源热泵；控制策略；㶲效率；㶲损失；TRNSYS 模拟 0 引言 地源热泵技术凭借其高效、节能、环保的优点而被广为人知。㶲分析方法则因其同时 考虑能量的“数量”和“质量”而在最近一段时间里引起越来越广泛的讨论，为地源热泵 系统分析提供了新的视角。本文将㶲分析方法应用于地源热泵空调系统，使用㶲效率、㶲 损失等㶲指标对武汉市某公共建筑的地源热泵空调系统的性能进行了评价，并研究不同控 制策略对空调系统㶲性能的影响，为地源热泵空调系统的设计和优化提供了一定的参考。 1 㶲分析概念和方法 1.1 几种不同形式的㶲 当热源温度T 高于参考温度T 时，从热源取得热量Q，通过可逆热机可对外界做出的 0 [1] 最大功称为热量㶲 ： 0 = (1 − ) （1） 式中Ex 为热量㶲，kJ ；Q 为从热源取得的热量，kJ ；T 为热源温度，K ；T 为参考温 Q 0 度，K 。 当系统温度T 低于参考温度T0 时，外界消耗一定的功，从冷源系统获取冷量Q 并将Q 连同消耗的功一起转移到环境中去。在可逆条件下，外界消耗的最小功即为冷量㶲： = (0 −1) （2） 工质流从初态T 可逆过度到参考状态T0 ，工质焓降可能作出的最大技术功便是工质流 的焓㶲： 基金项目：国家自然科学基金项目 （编号 作者信息：胡秋实，男，1992 年10 月生，硕士，420103 湖北省武汉市江汉区解放大道1277 号， Hqsgojin@163.com = [(−) − ] （3） ℎ 0 0 0 式中，m 为工质的质量，kg 。 1.2 㶲分析指标 对于㶲分析，国际上则尚缺乏统一的评价标准和评价指标，本文中使用的㶲分析指标 有㶲效率和㶲损失两种。根据热力学第二定律，自然界中发生的一切热力学过程必然伴随 着㶲的减少 （即㶲损失）。本文为便于分析，将㶲损失定义为进出系统的㶲的差值。本文中 的㶲效率为目的㶲效率，即热力学过程中收益㶲与支付㶲的比值。