227_地源热泵与冰蓄冷联合运行空调系统经济性分析

《227_地源热泵与冰蓄冷联合运行空调系统经济性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、地源热泵与冰蓄冷联合运行空调系统经济性分析山东省建筑设计研究院郭晓强山东建筑大学楚广明张士松摘要建立了地埋管地源热泵与冰蓄冷联合运行空调系统热泵机组的能耗分析模型，在此基础上精确计算了热泵机组的全年耗电量及全年运行费用。以实际工程为例，选取不同冷热源方案，采用一次投资回收年限和寿命期内年度费用指标两种方法进行了经济性比较，结果表明，地埋管地源热泵与冰蓄冷联合运行空调系统具有较大的经济效益。关键词地埋管地源热泵冰蓄冷能耗分析模型经济性比较0引言随着经济的发展，能源紧张问题日益突出，对建筑物的供暖空调方式提出了新的要求，是否节能已经成为衡量一个系统是否最佳的重要依据。但是，如果一味追求节能

2、，势必会带来系统的直接投资较大。所以设计一个空调系统应该同时兼顾各种因素，既使系统节能，又使系统的初投资和运行费用最为合理。地埋管地源热泵与冰蓄冷联合运行空调系统将地埋管地源热泵与冰蓄冷这两项节能技术结合在一起，通过合理的配置，取长补短，使这两项技术的优越性得到充分发挥，可取得较好的经济效益。1工程概况及建筑动态负荷模拟某办公楼位于济南市，共十一层，建筑高度为43.2m，总建筑面积9783.74㎡。房间类型分别为：办公室、会议室、辅助用房等。用DeST模拟计算得出的本办公楼的逐时冷热负荷如图1所示。取济南地区供暖季为11月15日—3月15日，供冷季为6月1日—8月31日。计算所需办公楼

3、逐时冷热负荷如图2所示。图1办公楼逐时负荷图2计算所需办公楼逐时负荷2地埋管地源热泵与冰蓄冷联合运行空调系统能耗分析及运行费用计算2.1热泵机组能耗分析热泵机组是地源热泵与冰蓄冷联合运行空调系统中最重要的组成部件，也是最主要的耗能部件。热泵机组的能耗主要由建筑物逐时冷热负荷、热泵机组效率决定。建筑物逐时冷热负荷采用动态负荷模拟软件模拟计算，热泵效率由所选机组特性及进入机组的水温决定。本文根据所选机组的特性，拟合了不同工况下、不同进口水温时热泵机组的性能函数：1）设定制冷模式下冷冻水（使用侧）进出口水温为12/7℃,拟合地源侧不同进口水温下的机组性能函数为：（1）2）设定制冰模式下冷冻水

4、（使用侧）进出口水温为-1/-6℃,拟合地源侧不同进口水温下的机组性能函数为：（2）3）设定制热模式下空调水（使用侧）进出口水温为40/45℃,拟合地源侧不同进口水温下的机组性能函数为：（3）其中，为各工况下热泵机组的性能系数，为热泵机组地源侧进口水温。由拟合公式计算各工况下的热泵机组COP值与样本资料值的比较见表1、表2、表3：表1制冷工况下拟合公式计算值与样本资料值的比较进口温度制冷工况下机组COP值进口温度制冷工况下机组COP值℃资料值拟合值误差%℃资料值拟合值误差%127.057.0490.019206.446.435-0.051166.746.742-0.009246.136

5、.126-0.001186.596.5890.021285.825.818-0.069表2制冰工况下拟合公式计算值与样本资料值的比较进口温度制冰工况下机组COP值进口温度制冰工况下机组COP值℃资料值拟合值误差%℃资料值拟合值误差%124.284.2830.006203.673.6690.048163.983.976-0.059243.363.361-0.029183.823.822-0.007283.053.053-0.081表3制热工况下拟合公式计算值与样本资料值的比较进口温度制热工况下机组COP值进口温度制热工况下机组COP值℃资料值拟合值误差%℃资料值拟合值误差%44.224.

6、214-0.106104.684.653-0.61864.324.3400.489124.864.840-0.39084.474.4890.252145.045.0460.119由上述表中数据可以看出，采用拟合公式计算得出的各工况下的机组COP值与资料值相比误差很小，各工况下误差均在5‰以内。在拟合出机组COP的计算函数后，只要计算出进入热泵机组地源侧的逐时水温就能计算逐时的热泵COP值。逐时热泵机组地源侧入口水温的计算采用地源热泵专用设计模拟软件“地热之星”模拟计算。软件模拟计算时需输入制冷、制热时所选机组的额定COP值，本文制冷时COP值采用制冷和制冰时额定COP的加权平均值。计算

7、公式如下：（4）其中，为制冷和制冰时额定COP的加权平均值；、为制冷、制冰时额定COP值；为全年累加释冷供冷量；为全年累加热泵机组直供供冷量。这样，已知建筑物逐时冷热负荷、热泵机组效率，则热泵机组的年耗电量可由下式计算：（5）其中，为热泵机组年耗电量；为热泵机组逐时耗电量；为建筑物逐时冷热负荷；为热泵机组逐时性能系数；为热泵机组性能系数计算公式，对于不同工况分别选用对应的拟合公式。计算供冷季、供暖季的耗电量，结果如图3所示。供热季累积耗电量为4