土壤源熱泵系統(tǒng)運行特性與動態(tài)仿真研究.pdf

1、土壤源熱泵系統(tǒng)因其顯著的節(jié)能和環(huán)保特點,受到越來越多的重視,美國、德國及瑞典等西方國家的土壤源熱泵技術(shù)應(yīng)用日趨成熟.而中國尚缺乏有關(guān)土壤源熱泵動態(tài)性能和節(jié)能潛力的一些基礎(chǔ)研究.鑒于此,該文擬開展土壤源熱泵系統(tǒng)的理論和實驗研究,以期得到土壤源熱泵系統(tǒng)的基本特點和動態(tài)運行規(guī)律.結(jié)合一建筑物使用特點和天津當?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件,建立了由樁埋管和井埋管組合型的埋地換熱器土壤源熱泵供暖空調(diào)實驗系統(tǒng),針對該實驗系統(tǒng)自行設(shè)計開發(fā)一套計算機數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系

2、統(tǒng),以滿足不同季節(jié)、不同運行工況下土壤源熱泵系統(tǒng)各種運行參數(shù)實時自動采集的需要.在此基礎(chǔ)上,開展土壤源熱泵系統(tǒng)冬季和夏季工況的運行特性實驗研究,重點對以土壤為熱匯的耦合式熱泵系統(tǒng)的循環(huán)性能、變化規(guī)律和特點進行分析和總結(jié).針對實驗系統(tǒng)中水源熱泵機組所采用的單螺桿式壓縮機,運用熱力學(xué)方法對單螺桿式壓縮機進行理論研究,建立模擬水源熱泵機組運行過程的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型,并編制制冷劑物性參數(shù)計算程序聯(lián)立求解,以獲得水源熱泵機組在不同工況下的循環(huán)特性,并

3、對典型運行工況下模擬結(jié)果與實驗結(jié)果作驗證.通過分析土壤源熱泵系統(tǒng)各個部分的內(nèi)在耦合關(guān)系,結(jié)合工程應(yīng)用特點,采用機理建模方法,建立土壤源熱泵系統(tǒng)的物理模型和動態(tài)數(shù)學(xué)模型,并引入模糊智能控制方法,以Matlab/Simulink為平臺,編制仿真程序進行系統(tǒng)仿真.區(qū)別于常規(guī)仿真中,采用運行時間內(nèi)的外界擾量突然躍變或熱泵啟動工況下的非穩(wěn)態(tài)仿真方法,該文首次采用外界擾量在運行時間內(nèi)連續(xù)變化的動態(tài)仿真模型.同時,選取冬季某天實測室外溫度變化擾量作為