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地源热泵系统热平衡问题的解决方案

点击数:   录入时间:2018-12-05 来源:滕州众友重工机械设备有限公司 【打印此页】 【关闭

土壤热平衡问题是地下埋管地源热泵系统设计与应用中需要解决的首要问题。目前,许多方法已应用于实际工程,并取得了良好的效果,如对系统增加辅助冷热源和间歇控制措施,其中广泛采用的措施是采用混合式地源热泵系统。rce热泵是由地下管换热系统和辅助散热设备或辅助热源组成的热泵系统。它分为室内热交换系统和室外换热系统两部分。
    
     南方地区建筑负荷的特点一般为夏季冷负荷大于冬季热负荷,因此土壤热平衡问题反映在土壤热量的积累上。对建筑物的热负荷进行了讨论。夏季,辅助散热设备用于消散室内多余的热量。
    
     冷却塔是混合式地源热泵系统中最常用的散热设备。在大多数工程设计中,热量的增减通常根据建筑物全年的累计总负荷来计算。冷却塔的循环水量由土壤取热量与系统散热量之差计算,从而选择冷却塔的类型,控制冷却塔时固定时间。建筑负荷与周围环境密切相关,负荷变化是一个动态过程,不应该只用此方法选择和控制冷却塔。在文献{2}中,提出了较为合理的冷却塔选择和控制方法,即:根据热泵制冷运行时地面平均入口水温(基于经验数据或模拟计算)计算冷却塔容量平衡点T,并逐年查询当地室外干湿球温度数据。得到室外干湿球温度数据,计算室外干球温度T的平均值,得到该室外条件下的冷却负荷Qc。然后根据热泵机组的EER值计算机组的放热Qf,选择冷却塔,该方法与建筑所在区域的气候特性和建筑物负荷特性密切相关,从而得出:冷却塔启停控制方法是根据机组出口水温来判断是否需要冷却塔。在热泵制冷运行中,当所选冷却塔的出水温度小于地面平均进水温度时,流量相同时,冷却塔比埋管更有利,单元运行效率高。
    
     采用冷却塔-地源热泵系统可以较好地解决土壤热平衡问题,合理选择和控制冷却塔可以减少埋井数量,节省室外埋管换热器的安装面积,减少初始投资。冷却塔-埋管地源热泵系统的原理图如图所示。
    
     冷却塔-地源热泵系统原理图1冷却塔;2,4个泵;3个埋地盘管;5个换热器;6个冷凝器;7个膨胀阀;8个蒸发器;9个蓄热器;10个压缩机;11个风机盘管
    
     寒冷地区冬季建筑供暖负荷大于夏季,导致热泵冬季从地下土壤中吸收的热量大于夏季排入土壤的热量,导致土壤温度逐渐降低,导致系统供暖能力下降,功率下降。据统计,如果土壤温度降低1,产生相同热量的能耗将增加3%~4%{3}。因此,为了保证热泵系统的长期正常运行,充分参考文献在节能方面,为了解决寒冷地区地源热泵应用面临的土壤热平衡问题,需要在系统中增加辅助供暖设备,太阳能集热器是最常用的辅助供暖设备。该系统通过阀门控制,可实现太阳能直接加热、太阳能热泵联合供热、地源热泵供热和太阳能集热器土壤蓄热运行过程,冬季采暖采用太阳能,夏季采用土壤蓄热作为低水平供暖。在热源直接或间接地通过热泵供应供热用户。同时,在夏季,一些冷能储存在土壤中用于空调,在夏季和过渡季节,太阳能集热器主要用于为日常生活提供热水。
    
     太阳能-地源热泵系统原理图1集热器;2个热水储罐;3,5个泵;4个埋地盘管;6个换热器;7个蒸发器;8个压缩机;9个冷凝器;10个蓄热器;11个膨胀阀;12个风机盘管
    
     虽然地源热泵系统的连续使用会使土壤温度发生单向变化,但土壤温度场具有可恢复特性,且建筑环境中供暖、供冷系统单元运行不连续,因此有人提出战争。通过人工合理地控制热泵机组的间歇运行,可以强化传热过程,提高热泵机组的效率,较好地解决土壤热平衡问题。此外,如果能够充分利用间歇时间来补偿地下的缓慢传热,则可以实现充分的传热,使埋地管道中的钻孔数量最小化,并且可以减少项目的初始投资。
    
     我国对地源热泵进行了大量的批量运行试验,提出了一些合理的启停控制方案,如大连理工大学在{4,5}冬季条件下进行了24小时间歇运行试验。通过分析得出,24小时是一个循环,当控制单元的启动和关闭时间分别为1:1和2:5时,分析了土壤温度场的恢复效果。运行5小时后,ied管壁恢复到与初始状态相差0.2。C机组运行4小时后停止运行,10小时后管壁温度恢复到初始温度,为启动提供更好的传热条件。这样,在满足用户负荷需求的基础上,热泵进出口水温在较高温度下稳定,使机组基本在理想条件下运行,地下传热能力提高。与连续手术相比,5%。
    
     在夏季冷负荷大于冬季冷负荷的地区,利用冷却塔将过量的地源热泵系统热量分配到空气中以获得地热不均衡的增益和损失,是一种常用的方法。然而,就能源使用而言,这部分热量被浪费了。如果合理地利用这部分热量,就可以节约能源,这是一种有效的方法。
    
     在此负荷条件下,夏季系统向土壤释放的热量大于冬季系统向土壤释放的热量。为了充分利用这部分能源,应考虑建筑能源需求的其他方面。目前,建筑生活热水一般全年供应。一些项目利用系统余热生产生活热水,既避免了这部分能源的浪费,又节约了一些生产生活热水所需的一次能源。n和该方法的效果。
    
     根据学生在实际工作中遇到的问题,整理出上述内容,以供参考。如有任何问题,请及时沟通和更正。
    
    
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