地源热泵系统运行特性的分析

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1、第31卷第5期华北电力大学学报Vol.31,No.52004年9月Sep.,2004地源热泵系统运行特性的分析孙建平，王景刚，张子平（河北工程学院城市建设学院，河北邯郸056038）摘要：在涡旋压缩式地源热泵系统的冬、夏季典型工况下的循环性能分析的基础上，重点分析了地源热泵系统冬季随冷凝温度、循环水流量变化时的的运行特性，指出地源热泵系统的运行工况应兼顾末端负荷和机组循环性能之间的关系，并采取内外参数综合的容量调节方法。关键词：地源热泵；运行特性；容量调节中图分类号：TU831.1文献标识码：A文章编号：1007-2691(2004)05-00

2、52-04SUNJian-ping,WANGJing-gang,ZHANGZi-ping(UrbanConstructionSchool,HebeiUniversityofEngineering,Handan056038,China)Abstract:Thispaperinvestigatestheperformancesofscrollcompressiongroundsourceheatpumpunitinwinterandinsummertypicalconditions,andanalysestheoperatingperformanc

3、eofgroundsourceheatpumpsystemwiththecondensingtemperatureandthewaterflowrate.Theairconditioningterminalloadandtheheatpumpunitperformancemustbegivenattentioninsettinguptheoperatingconditionsofthegroundsourceheatpumpsystem.Themethodofsynthesizinginnerandouterparametersshouldbe

4、adoptedinthecapacitycontrolofthegroundsourceheatpump.Keywords:groundsourceheatpump;operatingperformance;capacitycontrol确定地源热泵的运行工况，是地源热泵系统可靠运引言行、降低运行能耗的重要因素。在地源热泵运行特性研究领域，已有较多的文献报道，如文献[2~4]地源热泵技术是一项高效节能、有利于环境保等。本文运用热力循环分析的方法，以具体的地源护和可持续发展的空调冷热源技术。以土壤为热源热泵系统为分析对象，通过对地源热泵系统的循环

5、和热沉的地源热泵系统，由于地下一定深度处的土性能和运行特性的理论分析，探讨了地源热泵系统壤温度，全年可保持相对稳定，因此，地源热泵与的运行工况的确定方法以及热泵机组运行参数变化[1]空气源热泵相比，可获得较高的循环性能。和外部热源运行参数变化对地源热泵性能的影响。地源热泵系统的运行能耗包括热泵机组、地下埋管系统和空调末端系统运行能耗。运行能耗的大地源热泵运行特性模型小，受热泵机组的循环性能和运行特性的影响。地源热泵系统的运行特性既和热泵机组的运行工况有地源热泵系统流程关，同时也和外部热源条件有关，而且要和冬、夏U型埋管换热器涡旋压缩式地源热泵系

6、统流程季的负荷特性相适应。因此，根据相应条件变化，如图1所示。收稿日期：2004-03-25.基金项目：河北省自然科学基金项目(502388).作者简介：孙建平(1966－),女,河北工程学院城市建设学院讲师.第5期孙建平等：地源热泵系统运行特性的分析53行工况既要和空调末端系统负荷相匹配，又要和地下土壤的温度变化特性相适应，并且冬夏季工况应具有良好的匹配特性。热泵冬季运行时，蒸发器的吸热量最终取自埋管周围土壤之间的热质交换。当以水为管内换热介质时，为防止结冰，蒸发器水的出口温度应保持在0℃以上。根据实验观察，当水在蒸发器的出口温度为1℃左右时

7、，埋管附近的土壤温度可维持在＋5℃左右范围内，与远界土壤的温差保持在10℃图1地源热泵流程（夏季）左右。此时，埋管单位吸热量约为25~30W/m，Fig.1Schematicofthegroundsourceheatpump(Summer)蒸发温度在2℃左右。该系统主要由三部分组成：地下埋管换热器闭夏季地下土壤作为热沉，热泵冷凝热量通过埋式循环系统涡旋压缩机热泵机组和空调末端循环系管内换热介质将热量排至地下土壤。排热量的大小统。地下埋管系统由两眼埋深为120m的埋管井取决于埋管内介质与土壤之间的热交换，最终取决和4眼深度为90~100m测温辅井

8、组成。埋管换热于埋管周围土壤之间的热质交换。理论分析和实验器采用高密度聚乙烯塑料管，直径为25,32mm，观察表明，为保证空调末端负荷需要，热泵机组的