能量轉(zhuǎn)換和管理

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1、能量轉(zhuǎn)換和管理地面耦合水-水熱泵系統(tǒng)和空氣-水熱泵系統(tǒng)在歐洲地中海沿岸典型條件下加熱和冷卻的能耗比較。摘要本文調(diào)查介紹的目的是表明了氣候應(yīng)用在混合使用，在冷卻需求占主導(dǎo)地位地源熱泵系統(tǒng)的術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性。我們展示了一個(gè)大地耦合熱泵實(shí)驗(yàn)比較系統(tǒng)和常規(guī)空調(diào)水熱泵系統(tǒng)，在集中供熱和制冷的能源性能。可以直接比較兩個(gè)系統(tǒng)作出掛鉤，與此同時(shí)，同一建設(shè)有完全相同的荷載和氣候條件。整整一個(gè)季度的氣候結(jié)果獲得表明，地?zé)嵯到y(tǒng)節(jié)能效果好，從一次能源消費(fèi)的角度來看，43±17％傳統(tǒng)能源的消耗是用于系統(tǒng)的供暖，37±18％用于冷卻系統(tǒng)的工作。2008年愛思

2、唯爾版權(quán)所有關(guān)鍵詞：能源效率大地耦合（地?zé)幔岜脽岜眉訜岷屠鋮s系統(tǒng)1簡介在若干地區(qū)地面耦合熱泵（GCHP）代表一個(gè)技術(shù)上可行的技術(shù)用于加熱，冷卻和建筑物家用熱水系統(tǒng)[文獻(xiàn)1-5]。他們的潛在用戶提供一些有趣的特征，如較低的電力需求，并比傳統(tǒng)的系統(tǒng)維護(hù)要求，因此，降低年度成本[文獻(xiàn)6-8]。從一個(gè)非經(jīng)濟(jì)角度問題，他們提供與標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)相比，降低噪音水平和視覺污染，溫室氣體排放量和合理的競爭環(huán)境安全舒適的儲(chǔ)蓄水平。美國環(huán)境保護(hù)署（EPA）的認(rèn)可是最高效，舒適地源系統(tǒng)采暖和制冷系統(tǒng)上市[文獻(xiàn)9]。然而，其在歐洲的市場普及率仍然很小[文獻(xiàn)1

3、0、11]。在這些北歐國家，其中最流行的GCHP，氣候條件是這樣的，到目前為止大部分的需求空間加熱，而空調(diào)很少需要。因此，在歐洲GCHP經(jīng)驗(yàn)主要涉及到熱泵供熱模式運(yùn)行。然而，隨著GCHP技術(shù)不斷擴(kuò)散到歐洲南部，在意大利和土耳其西部，加熱和冷卻雙重使用的特定正變得越來越重要[文獻(xiàn)12、13]。在這個(gè)意義上說，在溫和炎熱氣候下實(shí)施這項(xiàng)技術(shù)冷卻為主的應(yīng)用還處于起步階段。工作報(bào)告在這條在已進(jìn)行的歐洲項(xiàng)目GeoCool（2003-2006年）框架內(nèi)進(jìn)行。其主要目標(biāo)是一個(gè)商業(yè)規(guī)模的開發(fā)，經(jīng)濟(jì)，節(jié)能，環(huán)保，完全集成的交鑰匙地源熱泵供暖制冷和熱

4、泵系統(tǒng)，針對(duì)沿海特別是在應(yīng)用南歐地區(qū)。由于這一系統(tǒng)將不得不與傳統(tǒng)的空氣，主要是水系統(tǒng)，使用這種系統(tǒng)需要作出比較。立足于在穩(wěn)態(tài)條件下的性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)這種比較是沒有多大用處，因?yàn)樗鼪]有考慮到典型的短暫行為和現(xiàn)實(shí)生活系統(tǒng)的負(fù)載模式。此外，熱泵系統(tǒng)，耦合到地會(huì)遇到更多的緩變二次側(cè)相比，空氣系統(tǒng)溫度。因此，一作了比較一個(gè)地源熱泵和空氣源熱泵運(yùn)行過程中一個(gè)完整的季節(jié)性周期。對(duì)水熱泵水可望于更高的效率完成兩個(gè)，由于其新穎的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，由于這一事實(shí)，即它會(huì)體驗(yàn)更加友好的二次側(cè)相比，空氣源系統(tǒng)溫度。有特征的性能和地面耦合熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用如文獻(xiàn)[14-

5、20]提出的幾項(xiàng)研究的?？稍谖墨I(xiàn)[21,22]發(fā)現(xiàn)參考分析了太陽能輔助熱泵系統(tǒng)的性能，和在文獻(xiàn)[23-28]發(fā)現(xiàn)分析太陽能輔助地源熱泵系統(tǒng)。也有與地面耦合空調(diào)系統(tǒng)幾個(gè)比較研究。例如，在文獻(xiàn)[29]提出了關(guān)于兩地源熱泵用于住宅應(yīng)用火用泵系統(tǒng)評(píng)估的比較研究。在文獻(xiàn)[30]提出了一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較空氣源和水平地源空調(diào)在南非的表現(xiàn)。在文獻(xiàn)[31]提出一個(gè)可逆熱泵地源熱泵的性能加上一個(gè)直轄市水循環(huán)系統(tǒng)，是比較實(shí)驗(yàn)及與傳統(tǒng)的空氣源熱泵供暖和制冷模擬。本文報(bào)告一地之間的耦合熱泵系統(tǒng)和一個(gè)用于取暖和在歐洲地中海沿岸典型條件下的冷卻空氣，水源熱

6、泵系統(tǒng)的直接比較。這兩種空調(diào)系統(tǒng)已全面監(jiān)控整個(gè)一年。這項(xiàng)工作目前我們?cè)谶@篇文章中介紹了節(jié)能性能的比較分析。其他參數(shù)系統(tǒng)的性能，如內(nèi)部流通系統(tǒng)或地面的熱反應(yīng)的效率，仍然處于初步的分析階段，更將在未來出版物主辦。本文組織如下。在第二節(jié)中，我們描述了我們的安裝實(shí)驗(yàn)裝置。在第3節(jié)，我們目前的數(shù)據(jù)分析程序。在第4節(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，最后，在第5節(jié)，我們提出并討論我們的結(jié)論。2實(shí)驗(yàn)裝置我們的GCHP系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施是為了執(zhí)行與常規(guī)系統(tǒng)方面的儲(chǔ)蓄從定量評(píng)估能源效率的角度來看，。空氣源熱泵被選作參照系統(tǒng)，因?yàn)樗粡V泛應(yīng)用于商業(yè)應(yīng)用中使用的南歐

7、地區(qū)。為了比較，我們都已經(jīng)成立了兩個(gè)系統(tǒng)的操作條件類似的系統(tǒng)，其連接到同一建筑物，從而在相同加熱和冷卻負(fù)載條件。作者GeoCool安裝示意圖如圖1所示。該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)允許輕松地切換到水熱泵耦合熱泵地面的空氣。圖1GeoCool示意圖。地源熱泵和水熱泵空調(diào)掛在平行于內(nèi)部液壓組進(jìn)行能源傳遞，風(fēng)扇線圈。地源熱泵是建立以水熱水泵通過外部液壓組在地源熱泵連接熱交換器。地源熱泵之間的直接比較ASHP系統(tǒng)是由兩個(gè)平行的是在同一個(gè)辦公套件耦合系統(tǒng)的廣泛監(jiān)督。由于系統(tǒng)耦合到同一辦公套件，他們將經(jīng)歷完全相同荷載和氣候，但顯然不會(huì)在同一時(shí)間運(yùn)行。問題是

8、如何運(yùn)行，然后在這樣一個(gè)比較好的方式，可系統(tǒng)。原則上這意味著獲得了良好的條件，這兩個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)樣本。但是，應(yīng)該指出的是，地面是一個(gè)具有明顯的熱容量比較慢反應(yīng)系統(tǒng)，整合了滿負(fù)荷的季節(jié)性周期的輪廓。因此，地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行周二至周五，而ASHP只于星期一工作。兩個(gè)系統(tǒng)