太陽能-地源熱泵復合系統(tǒng)的模擬優(yōu)化.pdf

1、本文以實驗為基礎對螺桿地源熱泵機組理論模型中的多變指數(shù)進行了修正，建立了螺桿地源熱泵機組的灰箱模型，編寫了以此灰箱模型為基礎的螺桿地源熱泵機組FORTRAN模擬程序。模擬了R22為制冷劑螺桿地源熱泵機組的運行特性。分析夏季制冷、冬季制熱兩種運行工況下不同蒸發(fā)器入口水溫、冷凝器入口水溫及壓縮機輸氣量對機組的制冷量、制熱量、壓縮機功耗及COP的影響。
　　 通過對熱泵機組的模擬獲得不同輸氣量條件下熱泵機組隨蒸發(fā)器入口水溫和冷凝器入口

2、水溫變化的運行數(shù)據(jù)，以此數(shù)據(jù)為基礎，結合地源熱泵機組的實際控制方式在TRNSYS環(huán)境中搭建熱泵機組模擬模塊，此方法避免了熱泵機組程序的重復計算加快了模擬速度，同時比簡單的滿負荷的啟停控制策略增加了模擬精度，更加符合熱泵機組的實際運行狀況。使系統(tǒng)小步長的長時間模擬更加準確快速。
　　 對利用太陽能在5月1日到10月1日期間為地源熱器蓄熱的方法進行了模擬，驗證了利用太陽能資源比較豐富的時間進行蓄熱的可行性。確定了不同集熱器面積下的太

3、陽能蓄熱水泵的流量的計算方法。
　　 提出了太陽能交替蓄熱-地源熱泵系統(tǒng)，以沈陽地區(qū)某建筑為具體研究對象，建立包括太陽能集熱器、地源熱泵機組、地源換熱器、控制系統(tǒng)、氣象參數(shù)、水泵和建筑負荷在內的復合系統(tǒng)的TRNSYS動態(tài)模型。對常規(guī)地源熱泵系統(tǒng)和不同集熱器面積的太陽能交替蓄熱-地源熱泵系統(tǒng)進行了長達9年的模擬。
　　 對常規(guī)地源熱泵和不同面積太陽能集熱器面積的太陽能交替蓄熱-地源熱泵系統(tǒng)的瞬時制熱能力、制冷能力、制熱能耗

4、、制冷能耗進行了模擬，并進行了逐年積分，對于制熱能力不足的系統(tǒng)引入冬季制熱輔助熱源（燃煤鍋爐），把耗電折合成燃煤，得出了不同系統(tǒng)的綜合能耗、能效、燃煤量，CO2、SO2、NO2的排放量。
　　 沈陽地區(qū)存在冷熱負荷不平衡的問題，如果采用常規(guī)方式的地源熱泵系統(tǒng)，這種冷熱負荷的不平衡將造成地溫均值的下降，從而引起冬季地源熱泵機組的保護性停機，無法滿足用戶的冬季供熱需求，而采用太陽能冬季補熱的形式由于沈陽地區(qū)冬季太陽能集熱效果差，需要

5、較大集熱器面積和集熱效果更好的真空管熱管集熱器，極大的提高了初投資。而利用太陽能資源豐富的時間進行蓄熱可以使用價格相對較低的平板型太陽能集熱器即可達到較好的集熱效果。
　　 得出了太陽能交替蓄熱-地源熱泵系統(tǒng)可以在不使用冬季輔助熱源的情況下，實現(xiàn)地下溫度場的動態(tài)穩(wěn)定，既能改善地源熱泵冬季供熱能力不足又不會引起夏季制冷能力的下降，在所研究的建筑中平板型太陽能集熱器面積達到400m2時，太陽能交替蓄熱-地源熱泵系統(tǒng)既可以為用戶提供滿