地下水源热泵系统冬季采暖优化运行研究

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2、。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要地下水源热泵系统利用地下恒温含水层作为取放热载体，通过消耗少量的电能，给建筑制冷和供热，同时还可供应生活用水，是一种有效的利用能源方式。但在地下水源热泵的实际运行中，由于缺乏科学有效的运行控制策略，使得系统的能效比处于较低的水平，节能效果得不到有效的体现。导致地下水源热泵系统能效较低的原因，一是含水层在抽灌水井影响下发生的热贯通现象，使得地下水温降低，影响了机组的制热性能；二是忽略了地下

3、水源热泵系统的整体性，使得在追求单一设备最高能效的同时，损失了整个系统的效益。为对地下水源热泵在供热期间提供科学的运行指导，本文对地下水源热泵的运行策略进入了深入研究。首先，建立了含水层水热运移的耦合计算模型，并在此基础上，运用地下水水热迁移数值模拟软件FlowHeat进行了数值模拟计算，对模拟得到的井水温度进行拟合，得出了在缓变热贯通的影响下地下水温的计算模型。在此基础上将瞬变热贯通的影响拟合为修正系数，最终建立了取热负荷变工况时地下水温的计算模型。其次，以建筑热负荷和末端设备特性方程为依据，分析了不同室外温度下供热参数的计算方法。然后分别

4、建立了热泵机组和变频水泵的能耗计算模型。最后，根据上述地下水温计算模型、供热参数计算模型和各设备能耗计算模型，确定了优化目标为系统总能耗最小的的地下水源热泵系统运行参数优化方法。最后，对北京市某地下水源热泵项目进行了实地测试分析。根据其含水层岩性参数和井群布置方式，以井温实测数据，得到其地下水温的计算模型。在实测数据的基础上，对其室外温度下的供热参数进行了修正。结合运行参数和设备样本，建立了热泵主机和水泵的能耗计算模型。在此基础上，确立了系统的运行优化控制方程，最后基于此控制方程，得到了该系统在不同的室外温度下最优的运行策略。本文提出的将地下

5、水源热泵系统各组成部分综合考虑的新优化思路，对于地下水源热泵系统的实际运行具有重要的指导意义。关键词：地下水源热泵热贯通运行优化节能1ABSTRACTGround-waterheat-pumpsystemusesconstanttemperaturewaterstoredinaquiferasheatsourceandheatsink.Itprovidesahighefficiencywayforheatingandcoolingwhileconsumingalittleelectricalenergy.Butintheoperationof

6、ground-waterheat-pumpsystems,theenergysavingeffectisbadduetothelackofscientificguidanceforoperatingcontrolstrategy.TheCOPofsystemandheat-pumpunitsareatlowlevels.Theemergenceofthephenomenoncanberelatedtothefollowingreasons.Ononehand,thermaltransfixionphenomenonhappenedinthea

7、quiferleadstoabigdropinwellwatertemperature;Ontheotherhand,ground-waterheatpumpsystemistheorganicwhole,andignoringthatwouldcausethesystem’slowperformancewhilechasingforthebestperformanceforsinglepartofthat.Tosupportscientificoperationguidanceofground-waterheat-pumpsysteminh

8、eatingperiod,inthispapertherunningstrategyofgroundwaterheatpumpswasstudied.Firstly