基于土壤温度控制的复合式地源热泵系统模拟研究.pdf

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1、藝，１ｚ唸ｒｔ）ＺＨＯＮＧＹＵＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ基于土壤温度控制的复合式地源热泵系统模拟研究靳晓东硕士专业学位类别（领域）：工程硕士（建筑与土木工程）导师姓名：、职称何大四副教授潘玉勤高级工程师２０１７年５月授予单位代码学号或申请号密级中原工学院硕士学位论文基于土壤温度控制的复合式地源热泵系统模拟研究靳晓东指导教师：何大四副教授申请学位级别：硕士专业名称：建筑与土木工程提交日期：2017年3月论文答辩日期：2017年5月培养单位:中原工学院学位授予单位:中原工学院中原工学院学位论

2、文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研宄成果。其他同志对本研宄的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人学位论文与资料若有不实一，愿意承担切相关的法律责任。学位论文作者签名：年＜月９曰中原工学院学位论文知识产权声明本人完全了解中原工学院有关保护知识产权的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于中原工学院。学校有权保留并向国家有关部门或

3、机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被査阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适用本声明。：指导教师签名学位论文作者签名％：年义月》日灰，７年吝月？日基于土壤温度控制的复合式地源热泵系统模拟研究专业：建筑与土木工程硕士生：靳晓东指导教师：何大四副教授潘玉勤高级工程师摘要近年来，地源热泵作为一项可再生能源利用技术在我国得到了大力推广。然而，该技术在应用时依然面临两个障碍：系统初投资过高及多年运行后系统出力和能效下降严重。地源热泵系

4、统运行多年后性能下降的主要原因是冬夏负荷不平衡所引起的土壤“热堆积”。目前，设置辅助散热装置的复合地源热泵系统是应对土壤“热堆积”的主要手段；然而其现有运行策略并不能有效保证土壤不出现“热堆积”现象。为解决此问题，本文提出了一项新的基于土壤温度控制的复合地源热泵系统运行策略，其基本思路是直接以土壤温度为控制目标来制定相应的运行策略，控制辅助设备的启停，这将从根本上保证系统常年运行后土壤平均温度基本维持不变。为验证上述策略的有效性，本文以郑州地区一栋小型办公楼的复合式地源热泵系统为对象来展开研究。首先利用TRNSYS仿真软件搭建常规地埋管地源热泵系统模型，并在其基础上通

5、过引入冷却塔构建出复合地源热泵系统。基于所建模型，在常规运行控制策略的基础上提出基于土壤温度控制的新型策略，对比分析复合地源热泵系统在三种常规运行控制策略下和基于土壤温度控制的新策略下其运行效果的差异。结果显示：（1）在三种常规运行控制策略中，采用固定热泵入口水温的策略效果最好；（2）在常规运行控制策略的基础上提出了直接以土壤温度为控制目标的新型运行控制策略，结果显示：在新型控制策略下，土壤温升有所降低，系统的运行性能得到提高。关键词：复合地源热泵系统；热堆积；运行策略；系统模拟课题来源：国家自然科学基金项目（项目编号：51308560）河南省重大科技专项子课题（项目

6、编号：141100310301—03）河南省高等学校供热空调重点学科开放实验室研究基金资助课题（项目编号：2015HAC204）SIMULATIONSTUDYOFHGSHPSYSTEMBASEDONSOILTEMPERATURECONTROLSpeciality:ArchitectureandcivilengineeringName:JinXiaodongSupervisor:HeDasiAssociateProfessorPanYuqinSeniorEngineerAbstractInrecentyears,groundsourceheatpumphasbeenpr

7、omotedvigorouslyasarenewableenergyutilizationtechnologyinChina.However,theapplicationofthistechnologystillfacestwoobstacles:theinitialinvestmentistoohighandthesystemoutputandenergyefficiencydecreasedaftermanyyearsofoperation.Themainreasonforthedeteriorationistheloadimbalancecau