混和型地源热泵系统运行特性试验研究

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1、混和型地源热泵系统运行特性试验研究　　混和型地源热泵系统运行特性试验研究　　摘要：文章详细介绍了混和型地源热泵系统运行特征的相关知识，包括土壤换热器和冷却塔并联式混和型地源热泵系统以及土壤源和空气源并联式混和型地源热泵系统等两种混和型地源热泵系统的运行特性，以及混和型地源热泵系统运行特性试验的仪器、方案设计、数据处理方法等几方面内容，通过分析和探究混和型地源热泵系统的运行特征可为广大技术研究人员提供混和型地源热泵系统的一些帮助和参考。　　关键词：混和型；地源热泵系统；运行特性；运行试验；分析和探究

2、　　中图分类号：TU831文献标识码：A文章编号：1006-893709-0030-02　　近年来，随着科学技术的日新月异和人们环保意识的提高，以及地源热泵系统的不断发展，人们对于混和型地源热泵系统的研究工作也给予了越来越多的关注和重视。混和型地源热泵系统作为一种集高效节能、低运行成本、美观环保于一身的新型地源热泵技术，正逐渐被应用于公共建筑物、住宅等供热系统当中。就目前来看，该技术在国际上已取得普及性发展和应用，但在我国的研发工作中，该技术仍处于初期的理论和应用研究阶段，有待国家科研人员加大研究

3、力度，尽早实现混和型地源热泵系统在我国的应用及推广。为此，本文主要介绍混和型地源热泵系统运行特性的一些理论知识和实验方法，具有一定的借鉴价值。　　在混和型地源热泵系统的实验当中，需要用到的仪器主要有HI98501C型温度计、TR118型定时器、一级等级精度的热水表、DT9256C型卡钳式万用表等。　　在实验过程中，主要采用单因素实验的方式，对热水温度、循环水泵功率、环境温度等各种因素与不同的混和型地源热泵能效比之间存在的关联进行考察。在对土壤换热器和冷却塔并联式混和型地源热泵系统的实验当中，通过采

4、取运行1#热泵机组其中一个压缩机的方式，可以借助观察循环水温度，来判断系统运行是否稳定。在确定系统运行稳定后，做好每隔半小时一次的数据记录。在对土壤源与空气源并联式混和型地源热泵系统的实验过程中，若是采用土壤源作为热源时，可以借助观测循环水温度，对地源热泵系统的稳定性加以判断；若是采用空气源为热源时，则可以通过观测热泵出风口的温度变化，来判断空气源热泵系统的稳定性是否达标。此外，在同时采用土壤源与空气源作为系统热源情况下，对于系统稳定性的判定，可以通过观测循环水温度以及出风口温度的变化情况加以判定

5、，并在每次测试时保持半小时记录一次数据。　　理方法　　式中，Q为热泵机组制热量，单位为kW；ρ为循环水平均密度，单位为kW/m3；c为循环水平均比热，单位kj/kg·℃；v为冷冻水的累积流量值，单位为L/h；t1、t2则分别为循环水进、出口温度，单位为℃。　　式中，Q为热泵机组制热量，单位为kW；w1、w2、w3分别为热泵机组实际输入功率、循环水泵输入功率以及冷却塔实际输入功率，单位均为kW。　　土壤换热器和冷却塔并联式混和型地源热泵系统的　　运行特性　　地源热泵系统　　经分析，在1#热泵机组使用

6、土壤源的情况下，夏季该系统的制热能效比要高于冬季运行的能效比，平均机组能效比高于冬季，平均系统能效比高于冬季。由此可知地源热泵系统运行性能与季节之间存在着较为稳定的动态关系，制热温度越高，则地源热泵机组与地源热泵系统的制热能效比越低，尤其是在热水温度从50℃增高到55℃期间，制热能效比更是呈明显的直线下降趋势。　　为了确保系统能效比的有效提高以及达到使用生活热水的要求，在系统制热取水时，最好将温度控制在45℃～50℃范围内。此外，在热水温度相同的情况下，受2#循环水泵配置的2台热泵机组影响，可以促

7、使地源热泵系统的制热能效比相对于地源热泵机组的要低很多。　　冷却塔热泵系统　　通常情况下，在进行冷却塔为1#热泵供热的测试当中，由于受到冷却塔在冬季时吸收的空气热量很少，致使测试时容易出现系统自动停机保护的情况。为此，本文主要针对冷却塔在夏季的运行情况加以讨论。在此背景下，冷却塔虽然能够吸收空气中足够的热量，促使制热水温度得到提高，不过会相应降低热泵机组以及热泵系统的制热能效比。特别是在热水温度在50℃或以上之后，严重降低了机组及系统的制热能效比。同样，为了保证系统能效比的提高，并从生活热水的使用

8、角度考虑，应该将制热水温度尽量控制在50℃，为系统的能效比提供有利保障。除此之外，在同一热水温度的基础上，通过比较热泵机组和热泵系统的制热能效比，可以看出前者的制热能效比要优于后者，同时也证实了在冷却塔吸热系统的设计上，合理配置循环泵有着极为重要的作用。　　土壤源和冷却塔热泵系统的综合　　通过土壤源与冷却塔热泵系统的综合使用，可以看出系统在夏季运行的能效比要比冬季的好，其中，夏季平均机组能效比以及平均系统的能效比，相对于冬季的都要更高。而且在冬季温度低于一定数值后，此时若是使用冷却