地源热泵与蓄能系统优化配置的设计

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1、第32卷第5期2011年1O月电力与能源413地源热泵与蓄能系统优化配置的设计李驰，余岳峰(上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)摘要：地源热泵与蓄能系统优化配置既能实现节能，又能实现移峰填谷，具有很好的经济性。上海张江地区夏季需求的冷量远远大于冬季需求的热量，利用地源热泵系统提供基本负荷，蓄冷系统在夏季提供峰值负荷。对地源热泵及蓄冷系统的热力性质和经济运行做了分析，为上海张江高科技园区中区节能技术提供理论支撑。关键词：地源热泵；蓄冷；热力计算；经济运行分析；优化配置资助项目：本课题受上海市科委科技支撑项目

2、资助。中图分类号：TK529文献标志码：A文章编号：2095—1256(2011)05—0413—05DesignandResearchonOptimumDistributionoftheSystemofGroundSourceHeatPumpandEnergyStorageLiChi。Yuefeng(SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Theeconomicalsystemofgr

3、oundsourceheatpumpandenergystoragecannotonlysaveenergybutcanalsotransformapartofpeakloadsofthedaytOvalleyloadsofthenight．ItneedsmorecoldthanheatinZhangjiangHi—TechParkinshanghaicity，SOweusegroundsourceheatpumptOprovidethebasicloads，andcoldstoragetOprovidesthepea

4、kloadsinsummer．Thepaperstudiesandanalysesthethermodynamiccalcula—tionandeconomicoperationofthesystem，offeringthetheoreticsupportfortheenergysavingtechnologyinZhangjiangHi—TechPark．Keywords：groundheatpump；coldstorage；thermodynamiccalculation；economicoperationanal

5、ysis；opti—mumdjstribLution通过对多能源热力循环研究、可再生能源与系统安全可靠等优点。蓄能技术优化配置研究，为张江高科技园区内区通常，热泵消耗1kW的电能，用户可以得到域能源供应系统优化与节能技术集成示范和高科4～5kW的热量或冷量l_】]。由于上海地区对夏技园区区域供热系统节能技术集成示范提供理论季冷量的需求比冬季热量的需求大得多，而且地支撑，打造张江高科技园区能源系统集成与创新源热泵夏季向地下排放的热量大于冬季从地下吸平台。通过理论研究，为多能源综合利用的热力收的热量，长期运行可能导致地下温

6、度的不平衡，循环以及热泵技术和蓄能技术的组合优化提供理从而影响地区生态的稳定以及地源热泵本身运行论依据，为构建高科技园区供热系统监控与优化的经济性Ⅲ2]。因此；为了最大限度地提高设备利管理系统提供理论支撑。用率，在设计系统时一般在地源热泵的基础上，采用蓄冷蓄热系统用以削峰填谷，大幅度地降低安1复合蓄能系统及负荷估算装容量及相应的变配电设施费用，同时利用峰谷1．1地源热泵与蓄能系统电价差来降低运行费用[3]。地源热泵(GroundSourceHeatPump，在冬季时地源热泵提供基本热负荷，余下的GSHP)系统是一种可再

7、生能源开发和利用的技热负荷由蓄热系统(电加热装置)利用低谷电储存术，是利用地下土壤作为热泵的低位热源，通过输的热量来提供，同时由地源热泵在土壤中储存冷入少量的高品位能源(如电能)，实现热量从低温量，以备夏季空调用。向高温转移的热泵系统，具有节能、运行费用低、在夏季时由地源热泵提供基本冷负荷，余下414李驰，等：地源热泵与蓄能系统优化配置的设计的冷负荷由蓄冷系统(冰蓄冷装置)利用低谷电蓄存的冷量来提供，同时由地源热泵储存热量，以备冬季采暖用。蓄能系统主要是为了平衡电网的昼夜峰谷差，在夜间电力低谷时段向蓄能设备储能，在日间

8、l：蠊电力高峰时段释放能量，减少电力高峰时段制冷设备的电力消耗，起到宏观上移峰填谷、微观上降图1地源热泵系统工作原理低运行费用的作用。该设计采取地源热泵与蓄冷起冷凝器的作用)之间通过管道连接成一个封闭的蓄热复合系统。回路，在水泵的作用下，水在回路中往复循环，在换1．2冷热负荷的估算热器(冷凝器)中吸收制冷剂的热量，通过室外埋管以张