南京师范大学地源热泵实验室的要求

合肥典型建筑能耗模拟及其混合地面源热泵的运行方法张勇，陈正顺，合肥工业大学建筑设计研究院，合肥230009摘要: 指出当地源热泵正在运行，其地下热交换器都在运转. 年度吸热/排热平衡的重要性是混合地源热泵在工程应用中的主要功能之一. 全年将保持埋管式换热器的“热平衡”. 通过对合肥市几种常见类型典型建筑的年度能耗模拟进行综合分析，得出冬夏两季不同建筑物地下换热器的吸热排热比，并结合具体的混合地源热泵实验，根据年度埋藏式换热器来分析地面的“热平衡”. 针对不同类型建筑应用的混合地面源热泵的控制方法和控制参数. 关键词: 混合地面源热泵热平衡；控制方法HeFeiarea的典型建筑能耗模拟和HGSHP运行方法研究张勇，陈正顺. HFUT建筑设计研究院安徽合肥230009摘要: 指出了GSHP的地面换热器的吸热和除热这一全年的重要性，HGSHP在项目应用中的主要作用之一是维持地面换热器的年度“热平衡”. 对合肥地区几种常用的模型建筑进行年度能耗模拟，获得不同的建筑冬季，全年地面换热器吸热换热的比例，并通过具体的HGSHP实验，进行了分析. 年地面换热器“热平衡”不同类型的施工应用HGSHP的控制方法和控制变量. 关键词: HGSHP.

热平衡. 控制方法. 能耗模拟0. 引言“地源热泵”被认为是一种利用地热的空调形式，但是在工程应用中有很多失败的案例，很多是因为埋管周围的地面和土壤温度逐年升高（降低）. ，导致埋管式热交换系统瘫痪，主要原因是地源热泵实际上是一种“存储”空调，在冬季和夏季，当地源热泵运行时，它转移了空调负荷. 用于地下水流量缓慢的地区. 在冬季负荷大于空调热负荷的地区，大量的地源热泵，地下管道和冷却塔被用于辅助散热. 这种类型的地源热泵称为混合地源热泵系统（HGSHP）. 这种形式的地源热泵的出现主要有两个原因: 1.减轻传统地源热泵地下管道的“蓄热”，减少地源热泵空调系统和占地面积的初期投资埋管的数量[1]; 2.平衡地下管道的全年热平衡，以维持地源热泵长期运行的稳定性和效率. 混合地面源热泵的总体研究重点是基于地下管道全年的热平衡. 研究了方法和控制参数[2]，但是即使在相同气候条件下，在同一地区，不同类型的建筑物也具有不同的功能和不同的空调运行模式，也就是说，对于不同的建筑物，混合地面源热泵应也有具体的控制方法和控制参数. 1.分析混合地面源热泵的控制策略. 混合地面源热泵冷却塔与埋管的具体连接形式以及冷却塔的选型比较成熟. 有关详细信息，请参见文献[3]. 本文重点介绍混合地面源热泵的控制方法和控制参数. 具体的控制原则有以下三点: 1.充分利用室的整个岩石循环中，周围岩石土地的热平衡提高了地源热泵系统的效率. 3.通过减少或停止向埋管周围的地面散发热量，以减轻埋管周围的地面“热积累”现象，从而提高地源热泵地下管道的传热效率，即为埋管周围的热交换区域中的地面岩石和土地的热量扩散到周围或被地下水带走，根据原理，为充分利用室岩石地面的地热平衡，可以设置地下管道的出水温度或设置地源热泵机组的运行时间，以控制冷却塔和冷却塔的运行方式. 埋管为了提高埋管周围土壤与土壤的热交换效果，减少热量的积聚，可以根据出水口的水温设置埋管的运行周期，或者控制埋管和冷却. 埋管塔的地面运行方式. 基于以上分析，可以通过以下方法控制混合式地源热泵: 1.在夏季控制埋管的出水温度或地源热泵机组的进水温度； 2.利用埋管或夏季的出水温度控制制冷机冷凝器的进水温度与室的岩石中，也就是说，冬季不能很好地控制埋管，夏季的热交换是均衡的；方法3具有良好的可控制性，但需要配备更大的冷却塔. 它不适用于中小型项目，夏季的冷负荷不受室+ -50℃；四线制；屏蔽线由武汉船用电缆厂生产的聚乙烯绝缘屏蔽线制成，RVVP型，执行标准JB8734.5-1998，额定电压: 220 / 220V. BSD-MD64多回路检测仪使用环境: 0-50℃，湿度<85％，电压220VAC，测量精度: 0.5％. 通道之间的误差<0.5％，采样时间为3分钟，冷却塔的源侧水泵是定制的. ISG25-125圆形逆流封闭式冷却塔，流量3T / h流量: 2.5m3 / h，扬程: 15m，电功率: 0.75kw负载侧水泵ISG25-110流量: 2.5m3 / h，扬程: 20m ，电功率: 0.75kw实验方法是: 通过温度控制箱设定地源热泵机组冷凝器入口的水温，并控制冷却塔入口的安装. 电动三通阀的地面开口同时记录了冷却塔的水流量，埋管的水流量，冷凝器，冷却塔和制冷装置的埋管的进出水温度. 多回路检查仪器每三分钟记录一次记录的数据. 确定根据水流量和水流量之间的温差，计算源侧冷却塔和埋管排放的地热. 主机的负载侧还可以根据冷水流量和冷水温度之间的差异来计算地源热泵主机的制冷量. 实验内容主要分别设定地下水热泵主机侧进水温度分别为28℃，30℃，32℃. 平行测试地下管道和冷却塔，并记录下地下管道和冷却塔的地热输出，以及该单元与整个空调系统的能效比. 2.实验台设备的3.2实验误差分析测量是获取参数值的过程，将表征被测对象的物质特性的客观存在的值称为真实值. 理论上，任何测量值都不能等于真实值. 只能逼近真实值，因此非常有必要分析测量精度和误差. 在科学研究中，仅当测量结果的误差已知或可以指示误差的可能范围时，实验提供的数据才有意义. . 温度测量误差: 在本实验中，将热阻用作温度测量元件. 在不考虑传热误差的情况下，该误差包括以下几个方面: 误差△1: 通过统计分析生成标准化的地热电阻指标表，因此所使用的特定地热电阻因材料制造工艺而异. 这形成了热阻分度误差. 数据采集​​装置采集地面. 经恒温恒湿实验箱校正温度值后，△1 = 0〜0.47℃；线电阻变化引起的地面温差△2: 在使用热阻之前，已校准每根固定长导线的地热阻，并设置了恒定的湿热实验箱温度偏差a1，人员读数偏差a2和万用表精度误差a3. 一般a1，a2，a3取0.05℃，0.01℃，0℃. 因此: ℃；自热误差△3: 由于测量过程引起的当电流通过热阻时，温度上升引起的附加误差与电流和介质的大小有关. 通常，电流不超过6mA，自热误差不超过0.1℃，因此△3 = 0.1℃. 因此，整个温度测量系统的接地误差为: 实验期间测得的最低温度为18.5°C（设备的源侧），而分析时的最高误差为0.483°C: 流量测量误差: 系统使用电磁流量计测量的流量计的基本参数如表1所示. 流量测量部位的最大相对误差为: 系统的最小流量为2.21m3 / h，而流量测量部位的最大相对误差为是: 地下热交换量的间接测量误差: 地下管式热交换器和冷却塔之间的热交换由以下公式确定: 其中Cp是水的比热容，单位J / kg·℃； m是水的质量流量，单位kg / h； △T是水的温差，单位℃；方差转移公式1: （1）根据以误差极限形式写的正态分布，简化后的公式2: （2）双方同时用Q2除以得出公式3: （3）由于地下埋管出水温度的测温点设置在集热器的同一采集通道上，每个温度采集的误差在发生的方向和大小上是相同的，因此两者之间的差异不受影响受温度测量误差的影响. 因此，可以将上述公式简化为公式4: （4）说明实验中地下换热的间接测量误差等于流量的直接测量误差，相对误差在0.68％以内. 3.3实验结果实验日期为2008年8月7日至2008年8月. 实验日期为9日，每天上午9点打开，并连续运行8个小时至下午5点. 埋管出口的水温分别设置为28℃，30℃和32℃，连续运行一天8小时，记录的实验结果如表所示. 表3.表3.混合地面源热泵运行的结果实验设置参数实验分项目冷却塔散热（百分比）地下管道散热（百分比）制冷机组的能效比w / w空调的能效比w / w系统地下管道出水温度28℃75％25％3.74 2.52地下管道出水温度30℃43％57％3.52 2.45地下管道出水温度32℃27％73％3.31 2.41地下管道出口水温的温度设置越高，地源热泵机组和空调系统的能效比就越高. 同时，地下管道出水温度的温度设定值越低，夏季冷却期间冷却塔的排热占整个地源热泵单元的热量占总排热的比例越大，但是地源热泵应考虑将夏季的热量排入地下以供冬季使用，即在冬季使用的埋入式管道周围的热交换区域中保持一定量的热量. 从埋管吸力/散热平衡方面来看，从长期能效比和地源热泵系统的安全性来看，埋管的吸热与排热之差一般在20％以内，埋管的吸收/除热基本上是平衡的[5]. 4，根据合肥地区埋管全年热平衡的原理，结合不同类型建筑地基的混合地源热泵控制方法，结合以上普通地下热管的模拟结果不同类型的建筑地下管道和本实验的结果，不同类型建筑物中混合地面源热泵的控制参数如表4所示. 表4.不同类型混合地面源热泵的控制参数建筑物类型建筑物类型设置参数设置地下管道出水温度单位: ℃住宅楼办公楼酒店建筑物在292930 <28以上的建筑物中，仅酒店建筑物的地下管排/吸热差可设置为最小30℃，而住宅和办公楼只能设置为29℃. 购物中心建筑物的最大放热/吸热比为1: 7.30，地下管道的出水温度应设置在28℃以下. 合肥地区夏季空调室湿球温度高5℃. 一般混合地面源热泵冷却塔的容量是根据夏季空调的最大设计负荷确定的[1]. 冷却塔仅冷却某些设备的冷却水. 即，进入埋管的冷却水的温度高于冷却塔的温度的下限. 在实际工程应用中，如果将埋地管道的出口温度设置为低于28°C，则应配置更大的冷却装置. 塔架必须在夏季空调负荷不大的地方运行并且室外环境的湿球温度不高. 因此，对于大型购物中心等建筑物，地下管道的散热远大于吸热，可以使用以下两种控制方法: 1.对于大型项目，可以使用多个制冷单元进行操作. 根据冬季地源热泵机组的容量南京地源热泵空调，夏季的负荷可以由单冷制冷机组和地源热泵机组分担. 地源热泵机组的运行时间，因为在大多数情况下，夏季空调负荷较低且最大设计负荷较大，如果仅将接地源热泵机组的一部分夏季空调负荷补充不足，则可能导致冬季地下热量的吸收大于夏季的散热情况. 在实际使用中，有必要计算建筑物的年能耗，选择合适的地源热泵机组运行周期，以便在地源热泵机组夏季运行结束时，埋管总散热量达到基本与冬季相同. 控制方法可以是控制埋管的出口温度，也可以在设定的时间段内运行地源热泵机组. 2.对于只能使用一个单元的项目，可以适当增加冷却塔. 容量，当地源热泵可以完全使用冷却塔时，冷却塔被完全使用，例如冷却季节的早期和晚期，空调负荷不大，室外湿球温度低，这有利于在冷却塔操作下完全使用该装置. 冷却塔，该控制方法可以通过比较制冷机组的冷水回水温度来控制冷却塔的启动和停止，通过使用冷水回水的温度来判断建筑物的空调负荷为确定是否使用所有冷却塔. 合肥市夏季降温季节不同时期的能耗分析见表5: 表5. 合肥市各建筑物夏季空调负荷时间分布比较项目建设类型5、6月份空调负荷夏季，夏季空调总负荷的比例（％）夏季七月和八月的空调负荷，夏季空调总负荷的比例（％）68 60 60 67九月份的夏季空调负荷占夏季总空调的比例空调负荷（％）17 23 17 15住宅楼购物中心大楼办公楼酒店大楼15 28 23 18如果将七月和八月的夏季凉爽的地方用作夏季凉爽的地方的高峰期，则可以看到上述不同类型夏季建筑工地的空调能耗主要集中在7月和8月，而空调的能耗相对较小在冷却季节开始或结束时. 另一方面，此时的室外环境非常适合冷却冷却塔，因此冷却塔可以完全使用冷却. 5.结论在土壤温度本身不是非常有弹性的区域，地源热泵只能视为冬季和夏季的转移. 空调负荷是“存储”式空调，因此在应用中要确保“冬季和夏季埋管的热平衡”. 混合型地源热泵在工程应用中的重要意义是确保地源热泵系统全年的热平衡. 为了确保整个地源热泵系统的长期稳定性和每年的空调效率. 但是，不同地区具有不同的气候参数. 即使在同一地区，不同的建筑物也有各自的空调负荷特性. 当使用混合地面源热泵时，首先，必须计算其服务目标的年度空调负荷，并针对不同的建筑选择合理地控制方法和控制参数. 参考文献: [1]于跃进，陈正顺. 南京混合地源热泵系统的可行性与性能探讨初期投资领域[J]流体机械. 2008，36（8）: 70-73 [2]王华军，赵军. 混合地面源热泵系统地面运行控制策略研究[J]. 暖通空调，2007，37（9）: 131-134. [3]于忠义，胡平芳，王斌，袁旭东. 混合地面源热泵系统的优化设计[J]. 暖通空调，2007，37（9）: 105-109. [4]朱汉宝，周亚苏. 源热泵和风冷热泵的技术和经济性能比较[J]，可再生能源. 2006（5）: 85-89 [5]丁勇，李百战，陆军，孙春武，刘宪英. 地源热泵系统地下管道更换加热器的设计（2）[J]. 暖通空调，2005，35（11）: 76-80作者简介: 张勇，男，汉族，大学本科，高级工程师. 第二作者简介: 陈正顺，男，汉族，硕士.

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