[发明专利]一种地源热泵长期性能预测方法

说明书

本发明涉及地源热泵技术领域，具体是一种地源热泵长期性能预测方法，包括以下步骤：选择地源热泵的模型，增加一与水平地面回路并联的干式冷却器；由温度恒温器控制分流器的转换，所述温度恒温器包括冷却水恒温器和加热恒温器；选择天气数据类型模拟所述模型的运行环境；参考笛卡尔坐标体系选取水平地面回路的各节点和节点层，设定各节点的初始温度和时间，构成混合地源热泵的数值模型；确定待测建筑物的制冷或制热需求作为数值模型的输入，记录数值模型运行过程中生成的各节点的温度时间变化；预测混合地源热泵的性能；本发明的有益效果是：该预测方法，采用了新的温度恒温器、分流器器，使得多个节点温度时间变化均可输出。

技术领域

本发明涉及地源热泵技术领域，具体是一种地源热泵长期性能预测方法。

背景技术

地源热泵在过去三十年来已实现广泛应用，由于使用常规化石燃料会引起许多环境问题，例如全球变暖和酸雨污染，寻求传统化石燃料的合适替代品势在必行。这种现实导致越来越多的学者和研究人员投身于进入可再生能源领域。同时，随着住房需求的增长，追求舒适，供暖合适的房间已成为了大多数人的需求，通风和空调(HVAC)的能耗贡献了现代建筑用电量的一半。

在可再生能源和建筑热舒适性，地热能源已成为许多其他形式的可再生能源(例如太阳能)中的理想选择。通过从地下地源热泵(GSHP)中提取足够的地热能以有效的方式为住宅和商业建筑提供热量，提高整体建筑的舒适性并进一步降低整体能耗。在大多数GSHP系统中，热能由埋在水平或垂直高密度聚乙烯(HDPE)管内部的工作流体携带。在流经地下管道时，热量会被吸收/排出。根据系统的加热/冷却要求与周围土壤接触。

尽管GSHP系统已在世界范围内广泛使用，但这些技术在土壤蓄热能力和土壤能量平衡上仍然存在问题。

另一方面，由于长期可持续性对GSHP系统很重要，因此混合动力概念得以关注，成为了混合地源热泵(HGSHP)。该系统安装了附加的辅助组件，例如太阳能电池板、锅炉或冷却塔。过去几年中的研究对HGSHP的控制策略进行了广泛分析，证明了混合动力系统在地源热泵的应用可以有效解决寒冷气候区的冷积聚问题。

由于GSHP技术与其他HVAC相比是相对较新的技术，缺乏现场长期监测结果的信息；在有限的报告中，土壤温度增益/损耗是影响GSHP/HGSHP系统性能的主要因素。为了预测地源热泵的长期土壤平衡，模拟是一个很好的方法选择，因为现场监控会花费太多时间和资金。地源热泵的位置会改变地源热泵的周围温度。简而言之，在土壤热方面，HGSHP系统的性能要优于传统的GSHP。尽管如此，以前的大多数研究都集中在通过垂直钻孔地面换热器(VBGHE)代替水平地面换热器(HGHE)。已应用于HGSHP的辅助热交换器系统也非常有限(例如太阳能电池板，锅炉和冷却塔)。

因此，需要设计一种全新的用于HGSHP系统性能预测的长期(10年)仿真方法，以有效检查整体性能以及土壤蓄热平衡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地源热泵长期性能预测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种地源热泵长期性能预测方法，包括以下步骤：

选择地源热泵的模型，其模型包括依次连接的热泵机组、循环泵、分流器、水平地面回路、混合器，增加一与水平地面回路并联的干式冷却器；

由温度恒温器控制分流器的转换，所述温度恒温器包括冷却水恒温器和加热恒温器；

选择天气数据类型模拟所述模型的运行环境；

参考笛卡尔坐标体系选取水平地面回路的各节点和节点层，设定各节点的初始温度和时间，构成混合地源热泵的数值模型；

确定待测建筑物的制冷或制热需求作为数值模型的输入，记录数值模型运行过程中生成的各节点的温度时间变化；