空气源热泵-地埋管换热系统蓄热性能研究

对于热负荷占优的寒冷地区,土壤源热泵系统长期运行使得土壤温度逐年降低,非采暖季利用空气源热泵为地埋管换热系统进行蓄热可有效地解决土壤热平衡问题。以实际工程为支撑,对空气源热泵-地埋管换热系统进行蓄热性能测试,结果表明:系统平均制热量可达到空气源热泵额定制热量的2.17倍,系统平均能效比为7.2,地埋管循环介质平均温差为4.5℃,系统运行稳定。基于TRNSYS软件对蓄热过程进行模拟,结合实验数据验证模型正确性,结果表明:经蓄热后土壤温度从初始的15.8℃上升至16.4℃。蓄热期间,采用多目标优化法得到空气源热泵蓄热系统全天运行时最优工况:循环水泵总流量为100 m 3/h、空气源热泵总额定制热量为723.7 kW,在此工况下土壤目标温升为3.0℃时,系统能耗为474820.0 kW·h,增加的蓄热运行费用为3.96元/m 2。与传统热源燃煤、燃气、热电联产蓄热方式相比,空气源热泵蓄热系统的能源与环境效益显著。