土壤源热泵系统模拟和经济性评估研究.pdf

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1、2010年第38卷第1期流体机械75文章编号：1005---0329(2010)O1—O076—06土壤源热泵系统模拟和经济性评估研究黄兵，杨昌智(湖南大学，湖南长沙410082)摘要：在线源理论的基础上建立了土壤源热泵系统的模拟模型，该模型可以用于土壤源热泵系统的全年运行模拟，预测土壤源热泵系统的能耗情况；对于土壤源热泵系统的经济性评估，提出了地下换热器换热成本的概念，并导出了地下换热器换热成本的通用计算方法。本文中的模型可以对土壤源热泵系统的设计方案进行经济性评估，以便设计人员选取经济性较好的方案。关键词：土壤源热泵系统；模拟；地下换热器；

2、换热成本；经济性评估中图分类号：TB6文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2010．01．019ResarchonSimulationandEconomicAssessmentofGroundSourceHeatPumpSystemHUANGBing，YANGChang—zhi(HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：Amathematicalmodelforsimulationofgroundsourceheatpumpsystemisbuiltbased

3、onlineheatsourcetheory．Thismodelcanbeusedinsimulationofannualenergyconsumptionofgroundsourceheatpumpsystem，andCanbeusedtofore-casttheenergyconsumptionofgroundsourceheatpumpsystemaswel1．Theconceptnamedasheattransfercostisproposedforeconomicassessmentofgroundsourceheatpumpsyst

4、em；whatgmore，acalculationmethodofheattransfercostisalsodeduced．Themathematicalmodelofthispapercanbeusedfordesignersofgroundsourceheatpumptoselectadesigningschemethatismoreeconomica1．Keywords：groundsourceheatpumpsystem；simulation；groundheatexchanger；heattransfercost；economica

5、ssessment1前言步长，提出了负荷累积和负荷主导期的概念，结合trnsys软件对土壤源热泵系统进行了长时间的模目前，土壤源热泵的设计主要依靠简化的半拟¨。。王景刚等在圆柱理论的基础上，对地源热经验公式进行计算，计算出所需要的钻井长度，这泵的换热特性进行了研究，并进行了实验验证，验种方法简单实用，但是没有考虑负荷的动态变化，证了圆柱理论对地源热泵模拟的准确性。杨卫无法知道设计出的钻孔长度是否能够满足或者超波和施明基使用线源理论建立了可以用于土壤源过了系统的要求。要解决以上问题，需要引入对热泵系统短期运行模拟的计算模型，并把模拟结土壤源热泵系

6、统进行全年模拟的思路来评估设计果和圆柱理论的计算结果进行了比较，两种方法方案的经济性。通过全年的运行模拟，可以针对的计算结果相对误差很小，但所建立的模型需要不同地区、不同的建筑类型选取最优的设计方案，较长的计算时间，不适合做全年或多年模拟_4j。使得地下换热器的换热成本是最低的。换热成本影响土壤源热泵系统的初投资和运行成本的包括了地下换热器的初投资和热泵的运行成本，因素有很多，主要的影响因素是地下换热器的长本文将作重点论述。度。地下换热器越长，系统的初投资就越大，但是国内外学者对地源热泵系统模拟做了大量的在夏季可以取得较低的地下换热器出水温度，

7、在研究。Jeffrey和Spider在圆柱理论下使用短时间冬季可以取得较高的出水温度，系统的节能潜力收稿日期：2oo9—o6～10修稿日期：20o9—12—1176FLUIDMACHINERYVo1．38，No．1，2010就越大。但是否低下换热器越长，土壤源热泵系中q。的作用时问为t，(g一q。)的作用时间为(t统的经济性就越高呢?由于换热成本的存在，答一t一)，在t时刻的热流可以分解为q+(q2一q。)案是否定的。本文在线热源理论的基础上，建立+(q，一q)，其中q。的作用时间为t，(q一q。)了可以用于土壤源热泵系统全年逐时模拟的计算的作

8、用时间为(t，一t。)，(q一q)的作用时间为模型。通过本模型，可以直观的预测土壤源热泵(t3一t2)。t时刻的热流可以分解为q+(q2一系统中的热泵