复合式地源热泵系统经济性优化

• 作 者: 刁广琦
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 复合式土壤源热泵系统 经济性分析 MATLAB 可靠性

地源热泵以可再生的地热能作为冷热源，夏季制冷和冬季供热，节能和环保，是21世纪的各国大力推广的新技术。以武汉地区为例，为典型的夏热冬冷，常年在冬夏热负荷不平衡运行会引起土壤的热积累。地源热泵在这种情况下长期运行，会使土壤的平均温度升高，热泵机组的效率下降。因此土壤的热积累问题对地源热泵系统长期运行和经济性都有着重要影响。本文对热积累问题提出一个解决方案，复合式地源热泵系统采用间歇运行方式，土壤换热器和冷却塔交替运行，本文通过对此复合式地源热泵系统在间歇运行的控制策略下对各项参数时总费用的进行研究。本文以武汉地区某办公建筑为例，对复合式土壤源系统进行优化，增加一台换热能力和地埋管换热器的换热能力相当的冷却塔，在夏季工况下进行间歇运行，以降低地源热泵系统运行时造成的热负荷不平衡。以10年为寿命周期，对复合式地源热泵系统进行优化，以求得总费用优化的方法。采用间歇运行工况不仅能够有效的解决土壤的热积累问题，而且有利于土壤温度场的恢复，能够保证系统长期稳定运行。因此本文选取复合式地源热泵系统，模拟结果显示在间歇运行控制策略下，选取适当的优化参数可以降低复合式地源热泵系统费用年值，本文的结论对于复合式土壤源热泵系统在夏热冬冷地区的实际运行有一定的参考价值。本文还针对所选取的复合式地源热泵系统进行可靠性建模与分析，提出系统可靠性计算方法和提出一些可靠性求解公式在地源热泵方向的应用等问题，对实际工程有一定的应用价值。