[00393492]辅助冷却复合地源热泵技术应用的基础研究

土壤源热泵是一项不危害环境，利用地下岩土的蓄热作用而实现热能循环利用的绿色空调技术。青岛夏季空调负荷比冬季大，采用地源热泵系统，为了满足夏季热负荷的需要，势必要加大地埋管换热器的配置，由于青岛地下以花岗岩为主，地下换热系统钻孔的费用比岩土的费用高得多，这样造成了系统初投资的大量增加。此外当热泵机组长时间连续运行时，导致土壤温度上升低，机组的效率下降。另一方面，岩石的热物理性质对岩体及地下温度场的形成、温度场的特征及热量的传递都影响巨大，岩石孔隙率的大小以及孔隙中的填充物的导热性对岩石导热系数有明显影响，国内对岩石结构地质条件的土壤源热泵系统研究较少。常规的辅助冷却的地源热泵系统的运行控制策略是：1、根据机组运行特性进行控制；2、根据机组的运行特性和冷却塔的运行特性进行控制；3、根据建筑物负荷的变化进行控制；4、根据土壤温度场的恢复特性进行控制。该项目结合青岛地区的气候特点，根据气温的高低，提出不同于常规的辅助冷却系统的控制策略，保证系统的节能性。通过对土壤源热泵系统建模、验证和地埋管换热器优化进行了研究，完善了土壤源热泵系统优化设计理论，以系统全寿命周期内热泵机组的最高进水温度或最低进水温度为控制目标，通过系统优化软件和热泵系统模型的耦合，对地埋管换热器进行优化设计，确定针对某一建筑负荷的最优地埋管换热器组合形式。从全寿命周期成本LCC值的角度分析了土壤源热泵系统的经济性指标，为今后辅助冷却地源热泵的优化设计和推广应用提供了科学依据。