蓄能型地源热泵式植物工厂供能系统节能运行调控

蓄能型地源热泵式植物工厂供能系统虽然避免了传统化石能源供能所存在的一次能源利用率低且污染严重的问题,但目前缺乏长期运行经验。以上海崇明自然光植物工厂为例,对蓄能型地下水源热泵供能系统进行节能运行优化调控。研究发现该系统存在3种不合理运行情况:A.植物工厂热负荷为负值时热泵仍继续供热、B.热泵向蓄热水箱输出过多热量蓄热、C.热泵在用电高峰时仍运行。经过优化调控后,避免A运行情况,第1季度热泵最终可减少输出能量21.55 GJ,可减少耗电1 012.50 kWh,折合成电价可节约747元;避免B运行情况,设定第1季度热水充满率上限为85%,在保证热泵充分供能植物工厂前提下,可减少输出97.2GJ能量;避免C运行情况,热泵总输出能量不变,将第1季度中热泵140.25 GJ的热量转移到平价阶段输出,可以节约5 530元,此时电量总计8 654.07 kWh。通过优化自然光植物工厂供能系统运行过程,可以节能降耗,经济运行。

地源热泵水蓄能型植物工厂降温系统夏季运行特性

针对植物工厂夏季高温导致植物生长困难及电空调降温运行成本高的问题,以上海崇明大型自然光植物工厂为例,研究地下水源热泵水蓄能型降温系统夏季节能运行特性。为达到节能经济运行目的,地源热泵水蓄能型降温系统夏季运行模式采取冷水井直供、热泵机组蓄冷模式、蓄冷水箱供冷模式,而以冷水井直供模式为主,同时基于上海市分时电价政策,地源热泵水蓄能型降温系统采用地源热泵间歇运行摸式,即地源热泵在电价低谷时段开启,为蓄冷水箱蓄积冷量,为白天用电高峰时采用蓄冷水箱供冷模式作冷量储备。选取代表夏季高温时节特点的典型周试验数据对系统进行分析,地源热泵运行时平均能效比(coefficient of performance, COP)为4.53,整个供能系统COP为3.80。以代表夏季高温时节特点的典型日系统运行为例,水蓄能型地源热泵系统相比于不采用蓄能装置的地源热泵系统可节约运行费用16.98%,相比空气源热泵、直燃式溴化锂吸收式水冷机组可分别节能31.61%、79.10%。实践表明,地下水源热泵水蓄能型降温系统在工作过程中性能稳定,节能环保,具有一定实用价值。