混合式土壤源热泵应用分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第6卷第1期制冷与空调2006年2月REFRIGERATIONANDAIRCONDITIONING40—43混合式土壤源热泵应用分析袁旭东王彬吴伯谦(华中科技大学)摘要土壤源热泵在冷热负荷有较大差异地区的应用会使土壤温度场恢复缓慢，导致热泵效率逐年降低，为此提出混合式土壤源热泵，对其组成结构、应用方式及控制策略进行分析与探讨。关键词混合式土壤源热泵太阳能冷却塔ApplicationanalysisofhybridgroundsourceheatpumpYuanXudongWangBinWuBoqian(Huazhon

2、gUniversityofScienceandTechnology)ABSTRACTTheuseofGSHPinsomeareaswithgreatdifferencebetweencoolingloadandheatingonewillslowerthereversionofthegroundtemperature．Inthatcase，theefficiencyofGSHPwilldropyearbyyear．Recommendshybridgroundsourceheatpump，analyzesanddis—cussestheconfiguration，a

3、pplicationmodelandcontrolstrategies．KEYWORDShybridgroundsourceheatpump(GSHP)；solarenergy；colingtower土壤源热泵利用地下土壤温度相对稳定的特土壤源热泵与其他形式的吸热(散热)设备相结合，性，不需要任何人工热源，通过深埋于建筑物周围即采用混合式土壤源热泵，取长补短，弥补单独采的管路系统，冬季从土壤中取热，向建筑物供暖，夏用土壤源热泵在这些地方的缺点，使其优越的性能季向土壤排热，为建筑物制冷。基于这种无可比拟得到极大的发挥。的优点，被称为未来的“绿色空调技术”。虽然优势国

4、外从20世纪90年代起开始此方面的研究。是明显的，但是考虑到我国不同地区的地理环境和Andrews等人提出太阳能与土壤源热泵混合运行气候条件不同，如果利用不当，其优势就未必能得的设想⋯；AndrewD．Chiasson和CenkYavuzturk到很好的发挥。例如在东北，冬天建筑内的热负荷则对太阳能与土壤源混合式热泵的运行情况和经远远超出了夏天的冷负荷，如果采用土壤源热泵冬济性进行模拟计算分析【；StephenP．Kavanaugh夏兼用，就会产生这样一个问题：冬天从土壤中提对冷却塔与土壤源混合式热泵进行设计方面的研取的热量大于夏天向土壤中排放的热量，随着时间究和

5、探讨l3；Yavuzturk和Khan等人则是在冷却的推移势必会影响地埋管周围土壤温度场的恢复，塔与土壤源混合式热泵的不同的设备组合方式和将会使土壤源热泵的COP不断下降，进而影响到运行策略方面进行模拟比较分析l4J，并且这些方它的有效利用。在华南，情况则相反，夏天建筑的式已被很多工程所采用。国内在这方面的研究投总冷负荷远远大于冬天的总热负荷。另外一些特入不是很多。目前哈工大和青岛建工在太阳能与殊用途的建筑(在一年里并不是一直使用)，如学土壤源混合式热泵方面进行了运行模拟研究[5-6]。校，由于暑假的存在，夏天大部分时间不需空调，这在冷却塔与土壤源混合式热泵方面，

6、宁波市鄞州区必然导致夏天的总冷负荷小于冬天的总热负荷。的科技中心综合楼即是采用此系统，取得了不错的这就提出一个问题：如何在这样一些地区，通过什节能经济效应J。笔者将对混合式土壤源热泵的么样的方式使土壤源热泵发挥其最大的功效?将组成结构、应用方式及控制策略进行分析与探讨。收稿日期：20050606通讯作者：袁旭东，Email：righthapp3@sohu．corn维普资讯http://www.cqvip.com第1期袁旭东等：混合式土壤源热泵应用分析1冬季热负荷大于夏季冷负荷建筑的适用方式热网供热水，但从节约能源和保护环境方面考虑，在这些建筑中，土壤源地埋管的容量

7、以夏季冷太阳能集热蓄热设备作为辅助加热设施是首选方负荷作为设定标准，因而冬天供热的解决方式就是式，故笔者主要讨论此种方式。其主要组成结构包在地埋管铺设的基础上设立辅助加热设施，以补充括太阳能集热系统、土壤源地下埋管循环系统和热建筑所需热量与土壤源热泵所供热量之差。辅助泵循环系统。太阳能与土壤源的组合方式可分为两加热方案可以采用传统的热源如锅炉或利用城市种，一种是串联式(如图1)；一种是并联式(如图2)。图1串联式图2并联式1蓄热槽；2．太阳能集热器；3．热泵机组；4．循环水泵；5．用户侧负荷；6．地埋管换热器。1．1太阳能集热器直接供热蓄热槽的水温低于T时，太阳能

8、热泵供热已