地源热泵冬夏暖冷联供实验研究.doc

地源热泵冬夏暖冷联供实验研究*陈建萍(上海市建筑科学研究院有限公司200032)摘要介绍了地源水-水热泵全年冬夏暖冷联供的实验结果,分析了系统流量对热泵系统性能参数的影响,获得了最佳运行流量。并实测得到单位管深换热率及埋管的有关性能指标。对比分析了冬季吸热曲线和夏季放热曲线。关键词地源水-水热泵;冬夏暖冷联供;实验研究地源热泵因其显著的节能和环保特点,受到越来越多的重视,美国、德国及瑞典等西方国家的地源热泵技术尤其是供暖方面的应用日趋成熟。由于受初投资大、本地地理气候影响大等限制,我国地源热泵尚处初级开发阶段。这就需要结合我国的具体地理气候特征,研究积累大量设计、施工及运行的数据资料,以制定出设计技术规范和应用软件。在我国长江流域及浙江、福建等冬冷夏热地区,大地初始温度为15~20℃,地源热泵既可实现冷暖联供,又可降低能耗,具有重要的应用意义。在长江流域城市重庆建成的浅埋竖管地源水-水热泵实验装置上,进行了连续一年暖冷联供的观察和测试,获得大量运行和技术数据。1实验装置简介热泵的实验系统由以下三部分组成(平面布置原理见图1):1)室外地下埋管换热器部分:地下埋管多管群换热器的总设计换热量为10kW。地下管群实验装置共5组,组间采用并联同程式,考虑到管间换热影响,组间是错排布置。套管管径分别为φ50、φ75、φ90三种,内管为φ15,埋深10m,管材采用普通PVC管。每组串联换热器进出口都有阀门控制,可根据实验要求运行不同的管组组合。主管道及管群阀门安装在靠墙管沟内,以方便调节和维修。2)室内热泵机组部分:由风冷热泵空调器自行改装成的水-水热泵套管换热器连接地下埋管侧的进出水(冬季作为蒸发器,夏季则为冷凝器),另一端套管换热器连接用户侧的进出水。水-水热泵系统采用较简便的制冷剂不换向、水侧换向方法进行,即夏季e、f、g、h四个旁通阀关闭,a、b、c、d阀门开启,冬季阀门的关、开与夏季相反。如图1,虚线表示的管路为冬季供热工况,实线表示的管路为夏季制冷工况,而埋管侧和用户侧的水路循环则冬夏不变。3)冬供暖夏供冷用户系统:热泵系统分别供给空调房间A和空调房间B。A间15m2,地板下埋设了冷暖地板蛇行盘管;相邻的B间亦为15m2,内设的立式风机盘管。2测试系统和测试方法温度测试对象为地下埋管壁温、埋管换热器总进出水温、室内外温度及用户管路系统的水温,测点布置参见图1。温度测试采用铜-康铜热电偶温度传感器,适用温度范围-200~400℃。输入转换及显示采用WP-L80型带打印多回路巡回测量显示仪,%FS±1字,经冰点修正仪表测温误差为±℃。全年设定为每隔4小时打印一次,由于热泵是间歇运行,打印时不一定是运行时的值,所以在冬夏运行期间每日采用人工方法测试,每日测4次,每次等开始运行几分钟稳定后读取3~5组温值,每组间隔1~2分钟。;;;;;;;;;;;;;;;-水热泵实验装置平面布置原理图流量测试采用LZJ-40转子流量计,。实验的水流量范围为冬季960~1060L/h,夏季760~1345L/h。为研究地下埋管的换热特性和