基于地温平衡的太阳能-地源热泵系统设计.pdf

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1、第27卷第2期山东建筑大学学报V01．27No．22012年4月JOURNALOFSHAND0NGJIANZHUUNIVERSⅡYApr．2012文章编号：1673—7644(2012)02—0234—04基于地In日n卞亚衡的太阳能一地源热泵系统设计于涛，刘鹏。，张士松4，赵淑敏，(1．山东建筑大学可再生能源建筑利用技术省部共建教育部重点实验室，山东济南250101；2．山东建筑大学山东省建筑节能技术重点实验室，山东济南250101；3．香港理工大学屋宇设备系，香港九龙；4．山东省建筑设计研究院，山东济南250001)摘要：地温恒定是

2、太阳能和地源热泵合理匹配的重要判据。以北京某别墅建筑为算例，提出了太阳能一地源热泵蓄热系统的流程和运行策略；基于复合系统能量平衡关系耦合热泵机组与集热器，推导出集热器的平均效率和集热器的面积；通过“地热之星”软件设计地埋管并模拟地温变化，表明复合系统能较好的维持地温恒定。关键词：太阳能；地源热泵；蓄热系统；ttg温恒定中图分类号：TK529文献标识码：ASolar-groundsourceheatpumpsystemdesignbasedonequilibriumgeothermaltemperatureYUTao，LIUPeng，ZH

3、ANGShi—song4，eta1．(1．KeyLaboratoryofRenewableEnergyUtilizationTechnologyinBuildingofNationalEducationMinistry，ShandongJianzhuUniversity，Jinan250101，China；2．ShandongProvincialKeyLaboratoryofBuildingEnergy—SavingTeehnolo—gy，ShandongJianzhuUniversity，Jinan250101，China；3．Dep

4、artmentofBuildingSerricesEngincefing，TheHongKongPolytechnicUniversity，Kowloon；4．ShandongProvinealArchitecturalDesignInstitute，Jinan250001，China)Abstract：Constantgroundtemperatureisanimportantcriteriontomatchthescaleofthesolarcollec—torandgroundsourceheatpumpaccurately．Th

5、eflowcha~andstrategyofthecombinedsystemareintroducedbytakingavillainBeijingasanexample．Heatpumpandsolarcollectorarecoupledandtheaverageeficiencyandtheareaofthesolarcollectorarederivedaccordingtotheenergybalancee—quation．Groundheatexchangerandgeothermaltemperaturearesimul

6、atedbyGeoStar．Resultsshowthatthecombinedsystemcanmaintainaconstantgroundtemperature．Keywords：solarenergy；groundsourceheatpump；heatstoragesystem；groundtemperaturebalance导致的效率降低的缺陷，又弥补了地埋管换热器因全0引言年冷热负荷不平衡而造成的系统失效的缺陷，是目前在建筑中利用可再生能源是建筑节能的重要途极具发展潜力的大规模利用太阳能的一种方式¨J。径之一。太阳能一地源热

7、泵土壤蓄热系统SGSHP近十年，国内外诸多学者探讨了SGSHP的运行(solar-groundsourceheatpump)利用地埋管换热器作模式、设计计算和传热模型等热点问题。Andrew_2为蓄热载体，既弥补了太阳能因间歇性和不稳定性而采用短时间步长温度响应因子模型计算地埋管。H收稿日期：201l一12—12基金项目：山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(BS2009NJ005)作者简介：于涛(1978一)，女，山东龙口人，副教授，博士，主要从事建筑节能研究．E-mail：hgdyutao@tom．com第2期于涛等：基于地温平衡的太

8、阳能一地源热泵系统设计235Wang在实验研究的基础上模拟SGSHP的运行特和蓄热埋管(地埋管2)两部分，系统在冬季、夏季和性，证明系统性能取决于太阳辐射强度和水箱容积过渡季有不同的运行工况：与集热器面积的