【摘 要】
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川西藏区属于严寒或寒冷地区,冬季需要供暖。为兼顾供暖需求和环境保护,空气源泵供暖系统凭借高效、环保的特点成为普遍选择。本文以川西藏区典型城市（康定市）某办公建筑空气源热泵供暖系统为研究对象,通过实验测试、理论分析、TRNSYS仿真模拟计算等方式,对川西藏区空气源热泵供暖系统运行性能提升和运行调控策略展开了研究,研究工作及成果具有重要的工程实用价值。首先,本文对康定市室外气象参数进行了整理和分析,为
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川西藏区属于严寒或寒冷地区,冬季需要供暖。为兼顾供暖需求和环境保护,空气源泵供暖系统凭借高效、环保的特点成为普遍选择。本文以川西藏区典型城市（康定市）某办公建筑空气源热泵供暖系统为研究对象,通过实验测试、理论分析、TRNSYS仿真模拟计算等方式,对川西藏区空气源热泵供暖系统运行性能提升和运行调控策略展开了研究,研究工作及成果具有重要的工程实用价值。首先,本文对康定市室外气象参数进行了整理和分析,为供暖系统运行实测数据分析、系统运行调控策略的提出奠定气象数据基础。为研究空气源热泵供暖系统在川西藏区的供暖特性,本文对川西藏区康定市某办公楼空气源热泵直接供暖系统开展了“24小时连续供暖、18:00～次日8:00夜间供暖、9:00～18:00日间供暖”三种供暖工况的实验运行测试,同时对系统运行性能影响因素进行了分析。根据实验测试数据整理分析可知:1)川西藏区（康定市）空气源热泵直接供暖系统的运行效率不太理想,系统测试运行能效低;2)影响川西藏区空气源热泵直接供暖系统COP的主要影响因素有室外环境温度、空气相对湿度和机组负荷率。接着,本文针对低温空气源热泵制热量、性能系数COP随室外环境温度、机组进水温度等的变化规律进行了拟合分析,得到低温空气源热泵机组制热量、性能系数COP处于较高水平的室外温度区间（6℃～15℃）、机组进水温度区间（35℃～45℃）。同时,本文利用结除霜损失系数与室外环境温度、相对湿度的数学表达式,计算得到康定市供暖季平均结除霜损失系数为0.15。基于供暖系统实测数据以及热泵性能分析,本文以空气源热泵供暖系统综合性能提升为目标,提出了“空气源热泵-蓄热水箱”供暖系统,并确定了以“室外温度控制为主,蓄热水温、时间控制为辅”的运行控制策略。最后,本文针对康定市“A类住宅、B类住宅、办公”三种功能建筑,利用Des T能耗模拟软件分别建立了三种功能建筑的逐时负荷分析模型,并进行了相应供暖负荷计算及特性分析;基于供暖负荷特性分析,本文进行了空气源热泵直接供暖系统、“空气源热泵-蓄热水箱”供暖系统的方案设计;基于“空气源热泵-蓄热水箱”供暖系统运行方案的提出以及最佳“蓄放热临界室外温度”的分析确定,本文利用TRNSYS软件分别建立了空气源热泵直接供暖、“空气源热泵-蓄热水箱”两种供暖系统仿真模型,并进行了运行能耗、系统能效对比优化分析。计算分析结果表明:1)相较于空气源热泵直接供暖系统,“空气源热泵-蓄热水箱”供暖系统在住宅类建筑（或24h连续供暖需求建筑）中具有较好的节能效应,在办公建筑（或仅日间冬暖需求建筑）中节能效果不太明显;2)“空气源热泵-蓄热水箱”供暖系统采用“室外温度控制为主,蓄热水温、时间控制为辅”的运行控制策略,在A类住宅建筑中,最佳蓄热临界室外温度6.12℃、最佳放热临界室外温度3.9℃,供暖系统运行性能可提升12.6%;在B类住宅建筑中,最佳蓄热临界室外温度8.38℃、最佳放热临界室外温度2.13℃,供暖系统运行性能可提升15.7%;在办公建筑中,最佳蓄热临界室外温度6.19℃,强制放热时间14:00～18:00,供暖系统运行性能可提升3.8%。综合本文研究结果对于川西藏区空气源热泵供暖系统设计及运行调控具有重要参考价值和指导意义。
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