地源热泵联合冰蓄冷空调系统研究

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1、62河北煤炭2010年第4期地源热泵联合冰蓄冷空调系统研究12222张永新，王洪涛，肖静静，石钰杨，李克营（1.冀中能源邯矿集团公司设计工程部，河北邯郸056001；2.河北工程大学，河北邯郸056001）摘要：文章从当前能源紧缺、环境污染的现状出发，介绍了节能的空调新技术。由于地源热泵技术及冰蓄冷空调技术作为一种对环境污染很小的节能新技术，具有不可比拟的优点，再者由于热泵比较适宜应用在冬夏季节冷热负荷相差不多的地方，冰蓄冷空调技术基本上应用于夏季空调季节，因此，在南方冷负荷大于热负荷的地区，可以将两者联

2、合起来运行。并阐述了所设计的地源热泵联合冰蓄冷空调系统图，重点讨论了地源热泵和冰蓄冷装置的匹配问题，并结合工程实例，提出优化控制方法，得出了优化控制结论。关键词：地源热泵系统；冰蓄冷空调系统；设计方案；优化设计中图分类号：TB66文献标识码：B文章编号：1007-1083（2010）04-0062-03Researchonthesystemofundergroundsourceheatpumpcombinedicestoragecoldair-conditionZHANGYong-xin，WANGHong

3、-tao，XIAOJing-jing，SHIYu-yang，LIKe-ying随着常规能源的紧缺，以及由于常规能源引起电低谷期，采用制冷机制冷，利用蓄冷介质的显热的各类环境问题，使得人们越来越关注潜在的能源或潜热特性，用一定方式将冷量存储起来。在电力危机。因此，必须采用节能新技术来降低能耗。而负荷较高的白天，也就是用电高峰期，把存储的冷我国建筑方面的能耗占总能耗中很大的一部分，其量释放出来，以满足建筑物空调或生产工艺的需中每年用于空调和采暖的能耗也占其中相当一部要。正是利用“谷值”电价之优惠，可减少大量电

4、分，在国内部分大城市的高峰用电量中，空调就占费的支出；再者，冰蓄冷的大温差、低温送风的典了30％以上。主要从节约能源、保护环境的角度型特点，使其节省很多投资费用，而且同常规空调出发，将高效节能的地源热泵系统和冰蓄冷空调系相比，其投资费用不大，回收快的特点。因此，冰统联合起来，在夏季冷负荷大的地方采用地源热泵蓄冷技术也倍受人们的关注。联合冰蓄冷系统进行制冷，冬季采用热泵系统进行由于热泵比较适宜应用在冬夏季节冷热负荷相采暖，该系统主要用于热负荷大的南方地区。差不多的地方，冰蓄冷技术基本上应用于夏季空调季节，因

5、此，设计时将两者联合运行，可以应用在1地源热泵联合冰蓄冷空调系统研究思路南方冷负荷大于热负荷的地区。土壤源热泵系统具地源热泵技术是最近这些年快速发展的一种比有不受地下水量的影响，对地下水没有破坏或污染较成熟的供暖制冷技术。它能够冬天供热，夏天制作用，系统运行具有高度的可靠性和稳定性的特冷，一机两用。热泵空调系统具有高效节能、环境点，但是，由于土壤源热泵系统初投资大，而且其污染小、运行稳定可靠、运行费用低等优点。同时运行费用小的优点不够突出，很难为用户所接受。它使用的是可再生能源-地热，取之不尽，用之不将热

6、泵机组和冰蓄冷空调系统联合起来，夜间利用竭。在不同的地区，它还可以灵活多变地和其他设热泵机组制冰，这样也可以省去冰蓄冷装置中的制备联合使用。冷机，进而减少设备初投资。空调蓄冷技术，即是在电力负荷很低的夜间用在冷负荷大于热负荷的地方，如果按照冷负荷2010年第4期河北煤炭63标准选择机组，则会导致机组的制热能力大大超出如图2所示。冷水机组（制冰机）由制冷压缩冷凝建筑物的热负荷需求，造成机组投资和运行的浪机组、蒸发器、蓄冰槽和控制系统组成。费，若按照热负荷标准选择，则会出现夏季制冷量冷水不够的现象，因此，利用

7、地源热泵联合冰蓄冷空调系统，冬季只让热泵工作，夏季热泵和冰蓄冷空调共同运行，这样不仅可以降低地热换热器的初投资，而且还可以实现地源热泵机组的间歇运行，有利于土壤温度场的有效恢复。压缩冷凝机组2设计方案及工作原理系统由以下三部分组成：冰蓄冷空调系统、地蓄冰槽热换热系统和室内供热系统。在供暖工况时，开启阀门E，F，阀门A，B，C，D关闭，如图1，只图2冷水机组有热泵运行，根据冬季热负荷选择热泵机组，该系3优化控制系统统能满足冬季热负荷的需求。在夏季制冷工况时，可以只开启E，F阀门利用热泵系统进行制冷；可解决热

8、泵主机和蓄冰装置之间的供冷负荷分配以只开启C，D阀门进行冰蓄冷制冷；也可以同时的问题，常用的控制策略有三种，即：热泵机组优开启阀门C，D和E，F，进行冰蓄冷和地源热泵先，蓄冰槽优先和优化控制。热泵机组优先就是优联合运行状态。在夜晚，只开启阀门A，B，蓄冰先让热泵机组满负荷运行，当所需求的冷负荷量超槽开始进行蓄冰，热泵机组变作为冰蓄冷装置的压过热泵机组所能提供的冷量时，启动冰蓄冷装置；缩冷凝机组，节约了一套机组装置；在夏季的白蓄