10月24日,2011中国制冷学会年会在南京钟山宾馆开幕,年会的第二天下午,“地源、水源、污水源等热泵技术应用”专题研讨会举行,同济大学张旭教授哈尔滨工业大学姚杨教授主持了本次研讨会,同济大学张旭教授做了题为“复合地源热泵系统运行策略的探讨”的报告。报告的主要内容包括,复合式地源热泵系统构成与设计方法,案例分析-虹桥高铁枢纽,同济-大金联合复合式地源热泵系统实验台。
张教授首先介绍了复合式地源热泵系统,为了进一步扩大GSHP的适用范围,针对一些特定气候条件、特定建筑对象的复合地源热泵系统也应运而生,在一定的气候地区,与单独的GSHP相比,具有节省初投资、降低运行费用、提高系统可靠性等优点。
复合式地源热泵系统主要包括,辅助冷却地源热泵系统,如地埋管换热器+冷却塔。辅助加热地源热泵系统,如地埋管换热器+锅炉。与其他冷源复合,如地源热泵+冷水机组。与其他热源复合,如地源热泵+锅炉。
他介绍了冷却塔和地源热泵复合系统,提出了三个待解决的问题,1、作为两种冷却措施,冷却塔优先运行还是地埋管优先运行?2、地埋管换热器与冷却塔的负荷分担?3、运行的控制方式?随后,张教授依次介绍了辅助冷却式地源热泵设计、辅助加热式地源热泵设计、太阳能和地源热泵复合系统。
通过上海某客站的举例,对冷水机组和地源热泵复合系统运行策略进行了分析。指出工程运行中存在的问题,夏季存在的主要问题有:1、连续运行地温升高导致冷凝温度升高,机组制冷能力衰减。2、与辅助冷源的负荷分担关系。冬季存在的主要问题包括:1、连续运行地温降低导致蒸发温度升高,机组制热能力衰减。2、与辅助热源的负荷分担关系、控制方法。针对问题,提出了解决问题的基本思路:控制模块化,分冬、夏两个模式开启冷水系统,自控系统根据建筑负荷情况、地埋管侧的土壤温度、水系统供回水温度等参数控制机组开启台数以及组合方式等。
张教授对上海虹桥铁路客站复合地源热泵空调系统的进行了分析。冬季问题分析,虹桥铁路站的地源热泵系统经过冬季40天左右的连续运行,地埋管换热器的取热量明显不足;室内温度在2011年1月10日测试时,通道8-9℃,候车大厅人员密集处12℃,人员稀少处10℃左右。存在的问题主要有实际取热热量4.65MW小于取热量7.09MW;冬季运行时间短,地下蓄热量不多,导致冬季取热量不足;地源热泵应间歇运行,有利于地温恢复;室内温度偏低;大门开启,侵入冷风引起的热负荷很大。建议采取措施有,第一:电辅助加热,增加电锅炉辅助加热;第二:采用门斗或电热空气幕;第三:管理措施应采用间歇运行。
之后,张教授介绍了同济大学和大金联合搭建的冷却塔-锅炉-地源热泵复合系统的实验台,针对本次报告,张教授总结了结论,第一:建议大规模地源热泵系统采用复合式,提高系统的可靠性;第二:目前设计方法与控制调节策略理论体系正在探索中,但对具体工程可以通过模拟确定对应的控制策略。