论文部分内容阅读
随着我国民用建筑面积的迅猛增长，建筑领域节能减排成为当今社会可持续发展的重要方面。采暖、空调作为建筑能耗占比最大的部分，是节能减排的重要潜力所在。以土壤源热泵为主要冷热源的区域供热供冷系统是实现建筑节能减排的有效手段。近年来，我国主要发展以地下埋管作为热源和热汇的土壤源热泵，既可增加可再生能源的利用量，又可提高能源使用效率。与单体建筑土壤源热泵不同的是，区域供热供冷系统中土壤源热泵多与其他冷热源构成复合系统。不同冷热源的能源利用效率是不同的。土壤源热泵承担建筑负荷的多少影响土壤温度的变化，进而影响热泵的运行系数。合理的调度土壤源热泵与其他各种冷热源，将有利于优化区域供热供冷系统的运行。本文首先以天津市某综合能源站为研究对象，通过监测能源站运行数据，比较各类冷热源的节能性并分析土壤源热泵运行情况。结果表明，冬季制热土壤源热泵比燃气锅炉节能19.0%；夏季制冷土壤源热泵比电制冷系统节能11.3%。土壤源热泵制热直供工况比水蓄热工况节能9.1%，蓄热工况比直供工况节费48.7%；土壤源热泵制冷直供工况比水蓄冷工况节能17.2%，蓄冷工况比直供工况节费44.8%。地埋管换热器的季节换热总量影响地埋管出水温度上升或下降的幅度，2011年冬季取热量是2012年的4.02倍，致使2011年冬季地埋管出水温度下降幅度是2012年的1.56倍；2013年夏季放热量是2012年的1.14倍，致使2013年夏季地埋管出水温度上升幅度是2012年的1.07倍。依据实测数据制定能源站优化方案，采用柱热源理论建立变热流地埋管传热模型，并利用Visual Basic语言进行编程，预测热泵系统不同运行模式下，地埋管出水温度的变化情况，并依据预测的出水温度分析热泵的运行情况和费用。结果表明，运行过程中，热泵应优先采用蓄能方式，且尽量避免冬季热泵双机组同时开启。冬季优化运行方案下，热泵机组的综合运行系数为3.27，单位制热量机组电费为51.6元/GJ；夏季优化运行方案下，热泵机组的综合运行系数为5.41，单位制冷量机组电费为41.4元/GJ。按照优化方案运行五年，夏季制冷量是冬季制热量的1.27倍，冬季地埋管出水温度上升2.0℃，热泵综合运行系数上升0.15；夏季地埋管出水温度上升1.1℃，热泵综合运行系数下降0.10。