基于Trnsys的地源热泵+冷却塔复合系统运行特性模拟研究

针对夏热冬冷地区地源热泵系统的土壤热堆积问题,以淮南市某建筑为研究对象,通过DeST软件对建筑冷热负荷进行全年逐时模拟分析,完成复合系统容量配置,利用Trnsys软件建立地源热泵+冷却塔复合系统仿真模型,并进行模拟计算。结果显示:系统完全满足建筑供热制冷需求,节能效果明显,年节约能耗3.0×10^(6)kWh,实现了地埋管周围岩土体的冷热平衡,全年土壤热不平衡率19.03%,年温度变化率仅为-0.7%。

严寒地区太阳能-土壤源热泵复合系统运行特性研究

在极端寒冷区域通过增加辅助供热手段即引入太阳能,巧妙利用过渡季节的太阳能资源对土壤进行预热储存,进而在冬季时增强系统整体的运行效率与能源利用率,从而应对土壤源热泵系统在极端寒冷区域因为面临冷热负荷显著失衡导致系统的能效直接被削弱的问题。负荷模拟研究案例选定沈阳市一幢典型3层办公建筑,采用瞬态系统模拟软件计算15年全生命周期内太阳能-土壤源热泵复合系统的运行特性。该系统会有效提升土壤温度,冬季系统COP增幅6.7%,全年增幅3.8%,验证了通过蓄热方式减少地埋管数量的可行性。为降低系统总成本,对太阳能集热器面积和地埋管数量进行匹配及优化,提出了不同集热器和地埋管成本的最优组合,给出适用于严寒地区的土壤源热泵系统并应用于严寒地区土壤源热泵系统的方法与策略。

我国地源热泵复合系统的研究与进展

地源热泵系统以地热能为冷热源,具有性能系数高、运行费用低、对环境无污染等特点,但单一地源热泵系统的长期运行会产生冷热负荷不平衡问题,使其不能满足原本的供暖要求,可以采用地源热泵复合系统。对我国现有的地源热泵复合系统进行整理分析,介绍太阳能、空气源、冷却塔与地源热泵相结合的复合供暖系统,阐述各个系统的应用场合及对应的优点,总结并指出系统局限性,为地源热泵复合系统的应用提供参考。

太阳能--地源热泵复合系统应用研究

针对夏热冬冷地区宾馆建筑,本文提出一种太阳能-地源热泵复合系统运行方案用于供冷、供暖和全年供给生活热水。利用TRNSYS软件对宾馆建筑的空调系统和生活热水系统运行性能进行模拟分析,结果表明该复合系统能效比较高,可为太阳能-地源热泵复合系统在夏热冬冷地区宾馆建筑中的推广应用提供参考。

冷却塔复合式地源热泵系统的运行策略研究

提出可计算土壤温度和系统能耗的程序算法,分析不同设计方案下的运行策略。结果表明:地埋管与冷却塔串联连接的削峰控制对土壤温度的影响最大;并联和混合连接的温度控制与温差控制对土壤温度影响较小;混合连接的温差和负荷控制运行策略下能耗最小。针对天津办公建筑空调系统,推荐采用冷却塔和地埋管混合连接形式,采用温差和负荷控制运行策略。

热风直供型太阳能空气源热泵复合系统的供暖效果研究

发展太阳能复合热泵技术,能有效克服太阳能供暖装置制热性能因时间空间变化而造成波动性较大的问题,从而实现较稳定、低耗能供暖,但不同形式的复合供暖系统都存在一定程度的优缺点。结合北方农村地区用热需求,提出一种太阳能空气集热器与空气源热泵相结合双模式运行的太阳能复合热泵供暖系统,并给出了系统的运行方式和控制策略,对系统的组成结构和能耗情况进行了分析,系统利用太阳能直通管式集热器加热空气后直接送往负荷房间、太阳能辅助热泵、设置水箱储存太阳能热量来承担夜间热负荷的方式,充分使用太阳能资源替代其他类型能源供暖,实现绿色低碳供暖。并利用Airpak软件对供热系统的室内供热效果进行模拟,结果表明,室内温度普遍位于20℃以上,大部分区域的风速小于0.2m/s,室内PMV平均在-0.1左右,人员热舒适性较高。

冷却塔式复合地源热泵系统控制方法探讨

在夏热冬冷地区,传统式单独运行的地埋管式地源热泵在夏季对土壤的蓄热量大于在冬季的取热量,常年运行会造成土壤热失衡及热泵机组运行效率降低的情况。冷却塔式复合地源热泵系统可利用冷却塔辅助散热,通过分析其组成结构、工作原理和分类特点,确认控制温差和调节冷却塔运行时间等方法可改善热泵运行的工作效率,保持地埋管附近土壤的热平衡,同时在降低热泵机组初投资、运行维护费用,以及减少占地面积等方面优势明显。

武汉地区常规地源热泵与冷却塔复合地源热泵的运行比较

针对武汉地区某办公建筑,利用DeST软件计算其全年逐时负荷。利用TRNSYS软件对该建筑分别建立常规地源热泵系统(GSHP)模型与冷却塔复合地源热泵系统(HGSHP)模型,通过模拟发现冷却塔复合地源热泵系统更利于土壤的热平衡,且机组和系统全年的COP也较高。

辅助冷却的复合式地源热泵系统性能分析

文中提出两种辅助冷却的复合式地源热泵系统,以江南镇江地区一栋典型办公大楼为例,利用TRNSYS软件建立复合式地源热泵系统仿真模型,并与传统地源热泵系统的运行性能及能耗进行对比分析,结果表明:设有冷水机组的辅助冷却复合式地源热泵系统的土壤温升更小、运行更稳定高效、系统能耗更低、具有更好的经济性.

夏热冬冷地区办公建筑空气源热泵与太阳能复合供暖系统运行特性

为推进高效节能供暖方式,缓解夏热冬冷地区集中供暖时能源限制问题,以成都典型办公建筑为例,结合当地气候和建筑特点,在太阳能资源基本处于三类地区的条件下,提出以空气源热泵(ASHP)为主、太阳能光热光电为辅的高效复合供暖系统。利用TRNSYS、Dest等数值模拟软件,建立此复合供暖系统仿真模型,分析夏热冬冷地区供暖季复合热泵系统的运行特性。结果表明:以空气源为主、太阳能为辅的复合热泵系统,可实现热量和电力的补给,不仅可以改善热泵运行性能系数COP,还可以确保电池保持较高的光电转换效率;与太阳能供暖系统相比,可避免太阳能供暖系统的运行不稳定、舒适性较低等问题;与传统的ASHP系统相比,复合供暖系统的制热性能系数提高了44.0%,能耗降低了28.9%,且每年可减少碳排放28.9%。

基于地表水和冷却塔的复合冷却空调系统运行策略

以地表水和冷却塔构建的复合冷却空调系统为研究对象,通过建立设备建模和系统仿真平台,对其运行控制策略进行了探讨。分析表明,不同冷源的启停主要受室外气候条件、地表水源与空调机房距离的影响。以上海地区某建筑为例,应用基于地表水源和冷却塔的复合冷却空调系统,当地表水源与空调机房距离小于154.7m时,复合冷却空调系统单独运行地表水源空调系统较为节能;当地表水源与空调机房距离大于1 237.8m时,单独运行冷却塔冷却的空调系统较为节能;当地表水源与空调机房距离在154.7~1 237.8m之间时,启停策略与室外气候相关,如室外空气温度为26℃,地表水源与空调机房距离不足773.6m时,宜运行地表水源空调系统,而当距离大于773.6m时,宜启用冷却塔冷却空调系统。

冷却塔容量选择对地源热泵空调系统能耗影响

对于以冷负荷为主导的建筑,采用冷却塔辅助散热复合式地源热泵一方面能调节地下散热的平衡,另一方面减少了系统的初投资,但同时增加了冷却塔水泵和风机的功耗。文中从地源热泵的动态模型入手,模拟了不同冷却塔容量选型时系统能耗情况。模拟结果表明,合理的冷却塔选型具有较大的节能潜力。

地源热泵耦合水蓄能及常规能源复合式系统在工程中的应用分析

以北京大兴国际机场临空经济区廊坊片区某办公商业综合建筑群空调冷热源系统为研究对象,根据项目区浅层地热能条件、峰谷电价政策,在分析设计日逐时冷热负荷的基础上,综合考虑满足使用、清洁环保、投资收益优化、安全可靠、运行高效的冷热源设计原则及地温场冷热平衡,提出了地源热泵耦合水蓄能及常规能源复合式系统设计方案及运行策略,并与无水蓄能的复合式地源热泵系统及常规能源系统对比,进行经济效益和环境效益分析,为其他同类项目提供参考。

太阳能-地源热泵复合系统的性能分析及优化

以应用于西安市周边地区农村住宅的太阳能-地源热泵复合系统为研究对象,利用TRNSYS软件对该复合系统进行建模。首先,对复合系统中主要部件的参数计算方式进行了详细阐述;其次,对复合系统中的太阳能集热器倾角与蓄热水箱容积进行了分析;最后,从太阳能集热系统集热量、地源热泵系统能耗及能效比(COP)等角度对复合系统的运行工况进行优化。研究结果表明:在整个供暖期,在集热器倾角为52°、蓄热水箱容积为0.45 m^(3)时,整个复合系统的总能耗最低;优化后的复合系统的总能耗为1089.6 kWh,地源热泵系统在运行期间的平均COP为3.5371,太阳能集热器的累计集热量为327.3 kWh。研究结果为西安市及其周边地区应用太阳能-地源热泵复合系统的设计及优化奠定了基础,对实现碳达峰及碳中和目标具有重要意义。

电厂综合楼工程地源热泵复合暖通方案分析

本文根据某北方电厂建设期间的供暖条件以及电厂正式投运后的供暖情况,结合绿色能源的理念,提出电厂配套综合楼的地源热泵+厂区热源+冷水机组的复合暖通方案,覆盖电厂建设期和投运后的综合楼制冷供暖,初始投资及运行费用均具有一定的经济性,且无需改造仅通过切换阀门即可实现电厂建设期和运行期的暖通运行模式切换,为其他北方长建设周期电厂办公配套的暖通方案选择提供参考。

冷却塔复合地源热泵分时段温差控制策略

提出了一种用于冷却塔复合地源热泵空调系统的新型控制策略-分时段温差控制。然后通过对一个具体冷却塔复合地源热泵空调系统的TRNSYS模拟,从土壤的取放热量平衡、系统能否长期满足空调要求和系统的能耗三个方面综合分析了系统的运行控制采用分时段温差控制较采用温差控制的优点。

冷却塔辅助地源热泵系统控制算法仿真

针对目前复合式地源热泵系统控制方法不完善的问题,文中以小型冷却塔辅助地源热泵系统为研究对象,通过响应实验法进行控制器参数整定,利用MATLAB/Simulink软件对其不同运行模式、不同控制算法进行了控制仿真。仿真结果表明:与传统PID控制和模糊PID控制相比,Smith预估PID控制在冷却塔单独运行、地埋管单独运行、二者联合运行3种不同模式下均可以达到较好的控制效果。该控制方法调节精度较高,速度快,超调小,对冷却塔辅助地源热泵系统具有一定的可行性。

冷却塔在土壤源热泵空调系统中的选型探讨

土壤源热泵空调系统一直被誉为可再生能源技术在空调领域应用的典范。该空调类型已经成功实施在办公、医院、宾馆、机场、科技住宅、别墅群、展览中心等建筑类型。夏热冬冷地区为保持土壤热平衡及考虑投资成本,在土壤源热泵空调系统中,无可避免的要使用到冷却塔,文章以实际项目案例,探讨土壤源热泵系统中冷却塔的选型。以期为类似项目的投资、建设、选型提供参考,为项目的设计、实施、实践提供技术支持。

基于热平衡的复合式地埋管地源热泵系统运行策略

建立了冷却塔辅助地埋管地源热泵系统的仿真模型,分析了复合式系统不同设计方案的运行策略。结果表明:对于既有地埋管地源热泵系统,若已按夏季最大释热量设计地埋管长度,则可按热平衡需求选择冷却塔;对于新建复合式系统,可按冬季热负荷设计地埋管,按冷热负荷之差来选择冷却塔,当热泵机组进口水温超过26℃时开启辅助冷却塔;此外,采用热泵机组承担全部冬季热负荷和部分夏季冷负荷,而冷水机组+冷却塔作为夏季补充的方案也可以取得较优的运行效果。

冷却塔复合式地源热泵既有控制策略弊端分析

目前冷却塔复合式地源热泵系统的控制策略主要有温差控制、削峰控制、热泵进(出)口流体最高温度控制和冷却塔开启时间控制四种。本文从对冷却塔复合式地源热泵系统运行效果的评价出发,分析阐述了这四种控制策略存在的缺陷,得出需要研究更优越的控制策略来弥补既有控制策略的不足的结论。