246-蓄能型燃气机热泵与建筑负荷匹配性能的试验研究.pdfVIP

蓄能型燃气机热泵与建筑负荷匹配性能的 试验研究 张强，杨昭*，李宁，冯蕊 （天津大学机械工程学院，中低温热能高效利用教育部重点实验室天津，300072） 摘 要：为了实现蓄能型燃气机热泵与建筑实时负荷的最优匹配，结合实时建筑负荷特 性，提出了四种运行模式。基于实验分别研究了采暖、制冷典型天的系统供能特性。实验结 果表明，蓄能型燃气机热泵更符合实时建筑负荷，运行效率更高，且可以稳定高效的对建筑 供能。 关键词：燃气机热泵；蓄能；建筑负荷；控制策略；一次能源利用率 The Experimental Study on The Match Between Gas Engine Heat Pump System with Energy Storage System and Building Load Zhang Qiang, Yang Zhao*, Li Ning, Feng Rui (School of Mechanical Engineering ，Key Laboratory of Efficient Utilization of Low and Medium Grade Energy ， MOE ， Tianjin University ， Tianjin ， 30072) Abstract: In order to realize the optimal match between the Gas Engine Heat Pump System with Energy Storage (ESGEHP) system and real-time building load, four performance modes and the control strategy of the ESGEHP are presented. The relationship of the speed of the engine, the fuel-consumed rate, gas engine thermal efficiency of the ESGEHPs and real-time building load was studied in the typical winter and summer day. The experimental results show that the ESGEHPs is more matching the real-time building load with a higher operation efficiency. The ESGEHPs could provide a more stable operation characteristic. Keywords: Gas engine heat pump system; Energy storage; Building load; Control strategy; PER 引言 燃气机热泵具有一次能源利用率高，缓解夏季用电高峰，冬季供暖优势明显，得到了业 界的广泛关注[1-2] 。燃气机热泵可以通过调整发动机转速以及过热度来实现变制冷，热量。 但是燃气机的最佳经济区是一个具体的范围，与之对应的就是燃气机热泵系统有一个最佳的 转速运行区。为了避免燃气机热泵偏离这个区域，造成能耗及排放增加。天津大学杨昭教授 团队[3]提出了自备电系统，这不仅能够使得燃气机热泵脱电运行，亦能够将一部分多余动力 分配给发电系统。东南大学张小松教授团队[4-5]采用混合动力方式，以此保证燃气机热泵系 统持续稳定运行在最佳经济区。但是上述两种方法均未实现根据实时建筑负荷的变化来改变 系统输出冷，热量。文献[6]对燃气机热泵对建筑供能进行了研究，发现仅通过改变转速来调 第一作者简介：张强、男、1986 年8 月、博士、300350、天津市南开区卫津路92 号、联系电话 E-mail ：zhangq1986@ 。 节系统制冷热量的热泵系统cop 较低，在0.15-0.85 之间波动。这与燃气机热泵的高效运行 的特点是矛盾的。究其原因，实时建筑负荷波动较大，这会直接造成燃气机热泵系统在建筑 负荷过大或过小时偏离其最佳经济区。 综上所述，天津大学必威体育精装版研究结果[7]亦验证了这一点。该研究根据典型天的建筑负荷特 性，将燃气机热泵系统分成了三个区域，在建筑负