地源热泵与冰蓄冷耦合系统测试研究(年会格式终稿)
低温送风、冰蓄冷、地源热泵空调系统若干问题的研究的开题报告
低温送风、冰蓄冷、地源热泵空调系统若干问题的研究的开题报告一、研究背景随着人们对舒适生活环境要求的提高，空调成为人们生活中不可或缺的设备之一。
然而，传统空调系统不仅存在能源消耗大、污染排放高等问题，而且在高温季节，空调系统的制冷效果也会受到限制。
因此，低温送风、冰蓄冷、地源热泵空调系统因其节能环保、制冷效果稳定等优点，逐渐得到广泛应用和关注。
二、研究目的和意义本研究旨在探索低温送风、冰蓄冷、地源热泵空调系统的优化设计与运行控制，解决其存在的问题和挑战，提高其性能和经济性。
这样有助于促进空调系统的科技进步和能源利用效率提高，为应对能源压力和环境问题做出贡献。
三、研究内容和方案1、低温送风空调系统的研究内容：（1）低温送风系统的优化设计原理及适用范围探究；（2）低温送风系统的运行控制方案研究；（3）低温送风系统的节能效果分析和评估。
2、冰蓄冷空调系统的研究内容：（1）冰蓄冷系统的优化设计原理及适用范围探究；（2）冰蓄冷系统的运行控制方案研究；（3）冰蓄冷系统的节能效果分析和评估。
3、地源热泵空调系统的研究内容：（1）地源热泵系统的优化设计原理及适用范围探究；（2）地源热泵系统的运行控制方案研究；（3）地源热泵系统的节能效果分析和评估。
四、研究方法本研究将采用文献资料搜集、实验研究和数值模拟等方法。
通过对低温送风、冰蓄冷、地源热泵空调系统的原理和特点分析，确定其优化设计关键技术和运行控制策略。
在此基础上，进行实验验证和数值模拟，分析其节能效果和经济性。
五、预期成果和意义1、本研究将提出低温送风、冰蓄冷、地源热泵空调系统优化设计和运行控制方案，建立节能环保的空调系统。
2、研究成果将为空调系统的科技进步和能源利用效率提高提供参考。
3、研究成果可以推动我国空调系统的技术创新和产业升级，促进社会经济持续发展和生态环境保护。
冰蓄冷与地源热泵耦合应用技术
耦合技术 ， 在实现电网移 峰填谷 的同时 ， 能有效节省地源热泵
空 调 系 统 的 一 次性 投 资 和 运 行 电 费 ， 能 减碳 效 果 明显 。 节
关键词 ： 蓄冷技 术 ； 源热 泵 ； 冰 地 冰蓄 冷与 地源 热泵耦 合； 电力需求侧管理
１ 冰 嚣 冷 帖 术 简 介
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时需启泵可冷 可为急源 停 只开水即供 量作应冷 ，生电 （蓄装的冷 ５ 冰置蓄提高了空调系统的可靠Ｉ。 ） 在
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。 。 博 ’ 加 ｂ采用冰蓄冷后全日 用电情况
温差或 低温送风 ， 少空调末端 系统 中水泵 与风机 的 减 运行 能耗 ， 降低水管 ｏ ｅ ｅｉｎＩｓ ｔｔ ｏ ｎ ｒｙａ ｄＥ ｖ ｏ ｍｅｔ Ｈ ｎ ｚｏ ０ ０Ｃ ｉａ １ Ｈ ｎ ｚｏ ｔ ｅＰ ｗ ｒ ｓ ｎｔｕｅ ｆ ｅｇ ｎ ｎ ｉ ｎ ｎ， ａ ｇｈ ｕ３ ０ ３ ，ｈ ； ｔ Ｄ ｇ ｉ Ｅ ｒ １ ｎ
２ Ｈａｇｈ ｕＲ ｎ ａ ｎ ｉ ｎ ｎａ Ｔ ｃ ｎｌｇ ｏ， ｔ．Ｈａｇｈ ｕ３ １ ５ Ｃ ｉａ ． ｎ ｚｏ ｕ ｐ ｑＥ ｖｒ ｍｅ ｔ ｅｈ ｏ ｙＣ ．Ｌｄ， ｎ ｚｏ ， ｈｎ ） ｏ ｌ ｏ １ １１
文章 编 号 ：０９ １３ （０ ０ ０ — ０ ２ ０ １０ — ８ ｌ２ １ ）５ ０ ３ — ３
◆负荷 管理 ◆
纠 冷 ， 地 塬 熟 泵 耦 合 应 用 孜 术 蓄 与
叶水泉 范 庆 郭盛桢 ， ，
（． 州 国电能源环境设计研 究院， 州 ３ ０ ３ ；． １ Ｉ 杭 杭 １０ ０２ 杭州源牌环境科技有限公 司， 州 ３ １ １） 杭 １ ｌ５
摘要 ： 简要介绍 了冰蓄冷和地源热泵技术 以及 各 自的优 缺点 ， 提出将两者耦合使 用的设想。通过实 际工程的技术经 济性分析 ， 发现冰蓄冷与地 源热泵耦合使用不仅 能保持各 自 的优点 ， 同时还能有效克服各 自在工程项 目中独立 应用 的缺
地源热泵及冰蓄冷空调系统分析
１ 群研 发 中 心 、 群研 发 中 心 、群 研 发 中 心 、 餐 中 心 、 流 中 心 、 工 ２ ５ 制 交 员
食 堂 、 示 中心 和试 验 楼 ， 期 总 建 筑 面积 １． 展 一 ８４万 平 方 米 ， 采 暖 空 总
调面积近 １ ６万 平 方 米 ， 季 空 调 设 计 最 大 热 负 荷 量 １３ １ｗ， 季 冬 ３９ｋ 夏 空 调 最 大 设 计 冷 负 荷 量 １７ ４ ｗ。 ５８ ｋ
从 上 述 负 荷 分 布 图 可 以 看 出 该 工 程 的 冷 负 荷 主 要 集 中 在 ８：
０ １０ 总 空 运 行 时 间 。 采 用 此 办 法 来 回 避 用 电 高 峰 。 是 电 力 部 门 削 峰 填 谷 的 ０ — ２ ：０， 体 上 看 全 天 负 荷 存 在 明 显 的 变 化 ， 调 系 统 相 当 适 宜 即 设 计 成 蓄 冷 系统 。 最 佳 途 径 ， 可 使 用 户 的 空 调运 行 费用 得 到节 省 （ 行 电力 峰 谷 差 价 ） 又 实 。 但 是 ， 为 地 源 热 泵 和 冰 蓄 冷 ， 两 种 技 术 都 具 有 一 定 的 局 限 作 这 根 据 该 工 程 特 点 。 节 省 初 投 资 ， 工 程 冰 蓄 冷 系 统 选 用 均 衡 负 为 该 由 故 性 。 地 源 热 泵 技 术 虽 然 能 同 时 提 供 冬 季 采 暖 和 夏 季 制 冷 ， 却 无 法 荷 式 部 分 蓄 冰 法 ， 于 夜 间 有 部 分 供 冷 负 荷 ， 单 独 设 置 基 载 冷 机 但 离 来 并 起 到 削 峰 填 谷 的 作 用 。 加 突 出 的 一 点 是 ， 于 最 大 设 计 冷 、 负 荷 （ 心 式 冷 水 机 组 ） 承 担 基 载 负 荷 ， 选 用 与 之 配 套 独 立 设 置 的 冷 更 对 热 相 差 大 的 建 筑 来 说 ， 因 为 冬 、 从 地 下 的 取 、 热 量 不 同 而 引 起 地 却 塔 系 统 散 热 ； 冰 蓄 冷 系 统 采 用 温 差 较 大 的 主 机 上 游 的 串 联 系 统 ， 会 夏 排 该 通 下 热 量 的 不 平 衡 ． 成 机 组 无 法 正 常 运 行 。 而 冰 蓄 冷 技 术 只 有 应 用 同 时 选 用 冰 球 蓄 冰 装 置 ． 部 分 空 调 冷 却 散 热 热 能 ． 过 地 下 土 壤 造 传 于 夏 季 空 调 季 节 才 能 起 到 削 峰 填 谷 的 作 用 ， 于 冬 季 空 调 却 显 得 无 换 热 器 循 环 液 系 统 ， 输 到 地 下 。 在 典 型 设 计 日 空 调 冷 负 荷 由 三 工 对 况 热 泵 机 组 、 载 冷 机 和 蓄 冰 设 备 共 同 承 担 ， 典 型 设 计 日通 过 优 基 非 能 为力 。
地源热泵+冰蓄冷复合式冷热源系统的设计、分析和测算
地源热泵+冰蓄冷复合式冷热源系统的设计、分析和测算【摘要】随着常规能源的紧缺、环境污染的日益严重，作为建筑行业耗能大户的空调系统，节能减耗势在必行。
地源热泵作为可再生能源，虽然初投资比常规空调略高，但其运行费低，运行稳定、节能环保无污染。
冰蓄冷系统在电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用制冷机制冷，利用“谷值”优惠电费，减少大量电费的支出，冰蓄冷的大温差，低温送风的特点，节省很多初投资的费用，将地源热泵和冰蓄冷系统结合起来，夜间可以利用热泵机组制冰，可以省去冰蓄冷装置中的制冷机；冬季热泵工作，夏季热泵和冰蓄冷空调同时运行，还可以降低地热换热器的初投资，实现地源热泵机组的间歇运行，有利于土壤温度场的恢复。
本文以位于北京市海淀区用友软件园项目的复合式冷热源系统为例，阐述了地源热泵+冰蓄冷系统的特点和优势，对冷热源系统进行了详细的设计，给出了热泵/冷水机组、蓄冰设备和室外土壤换热器的选择和配置，着重介绍了冰蓄冷系统的运行策略和运行模式，并对复合式冷热源系统的运行费用进行合理测算。
结论表明地源热泵+冰蓄冷的复合式冷热源系统不仅环保节能，而且运行成本大大降低，是适宜推广的高效节能的冷热源系统。
【关键词】地源热泵；冰蓄冷；运行策略；运行费用0.引言随着经济的快速发展、环保要求的提高，能源紧缺日益严重，建筑物的供暖空调是否节能、环保已经成为衡量一个系统是否最佳的重要依据。
如果一味的追求节能，势必会带来系统的投资较大、运行费用较高，所以设计一个既节能，又使系统的初投资和运行能耗和费用最为合理的空调系统是一个设计人员的最重要的任务，用友软件园将高效节能的地源热泵系统和冰蓄冷空调系统联合起来，通过合理的配置，取长补短，使两项技术的优越性得到充分发挥，得到了较好的节能环保效果。
1.工程概况用友软件园位于海淀区永丰产业基地西南端，东临永丰路，南面是永丰南环路，西靠西滨河路，北与北清路接壤。
整个软件园占地面积45.52公顷，总建筑面积40万平方米，分两期建设：一期总建筑面积18.4万平方米；夏季空调冷负荷15784kw、空调热负荷11139kw、采暖负荷2252kw、生活热水加热负荷1722kw。
水源热泵+冰蓄冷复合型中央空调系统的运行分析
水源热泵＋冰蓄冷复合型中央空调系统的运行分析一、引言·水源热泵＋冰蓄冷复合型中央空调系统介绍·研究的意义和目的二、系统原理和工作流程·水源热泵系统原理和工作流程·冰蓄冷系统原理和工作流程·水源热泵＋冰蓄冷复合型中央空调系统原理和工作流程三、系统特点和优势·节能、环保、稳定性好·运行成本低、适用性广·舒适性好、控制方便四、运行分析和实验结果·设备参数、运行数据、能耗分析·性能优点、适用性分析、经济效益评估·实验数据分析五、应用前景和展望·推广前景分析·未来发展方向展望总结：水源热泵＋冰蓄冷复合型中央空调系统成为中央空调领域的热点，其成熟的技术和稳定的运行具有广阔的市场前景和发展潜力。
引言：随着人类对舒适生活的需求不断提高，对于中央空调系统的要求也在不断提升。
传统的中央空调系统常常存在着能耗高、环境污染等问题，给人们的生活带来不便与影响。
因此，急需一个新型的中央空调系统，以解决传统空调系统存在的问题。
水源热泵＋冰蓄冷复合型中央空调系统，就是为解决这些问题而应运而生的新型系统。
水源热泵＋冰蓄冷复合型中央空调系统介绍：水源热泵＋冰蓄冷复合型中央空调系统是一种以地下水或水库湖泊为热源、以冰蓄冷为储能手段，采用高效、环保的中央空调系统。
它通过运用数学模型对气象数据和室内外空调温度变化情况进行分析和预测，根据预测结果，实现多种方式的冷热能源供应和管路的自动切换，从而达到节能、舒适、环保的效果。
该系统运行过程中，产生的零排放二氧化碳完全符合环保要求。
研究的意义和目的：节约能源、减少环境污染、保护生态环境是当今社会的共同意愿。
而水源热泵＋冰蓄冷复合型中央空调系统具有很好的环保性和能源利用效率，能够满足人们对舒适生活的需求，而且技术日趋成熟，应用范围越来越广泛。
因此，有必要对其进行深入的研究和探讨，以推动其在市场中更好的发展和应用。
地源热泵联合冰蓄冷空调系统的研究设计
中图分类号 Ｔ ８ Ｕ３
文献标识码
Ｂ
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作者简介：王茂盛 （ ９ ５ ） １ ８～ ，男，硕 士。 收稿 日期：２ ０ ．５２ ０ ８０ ．３
第２ ２卷第 ５期
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第２ ２卷 第 ５期 ２０ ０ ８年 １ ０月
制冷与空调
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文章编号：１７ ．６ ２ （０ ８ ５０ ６０ ６ １６ １ ２ ０ ）０ －８ －４
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某火车站地源热泵冰蓄冷空调系统的可行性分析
Ｆｅ ｓｂ ｌｔ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ＨＰＳ ＆ Ｉ ＡＣＳ ｆ ｒ ｏ ａ ｌ ｙ ｓ ａ ｉ ｎ ａ ｉ ｉｉｙ ａ ａ ｙ ｉ ｆＧＳ Ｓ ｏ ｎｅ ｒ ｉｗａ ｔ ｔｏ
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维普资讯
第５ 期
毛佳 妮 等 ： 火 车 站 地 源 热 泵 冰 蓄 冷 空调 系统 的可 行 性 分 析 某
１ 设 计 依 据
２ 冷 热源 系统方案 选择 ２ １ 方案简 介 ．
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地源热泵与冰蓄冷耦合系统的设计与实现
地源热泵与冰蓄冷耦合系统的设计与实现
姒勇芳;王玉刚;匡环;董兴杰;刘月琴
【期刊名称】《中国计量学院学报》
【年(卷),期】2012(023)001
【摘要】介绍了地源热泵蓄能系统的结构组成,包括地源热泵技术与冰蓄冷技术,分析了两者的技术优缺点,进而讲述了两者联合运行的必要性.在此基础上设计建立了一个生态节能的空调系统,首先对地下埋管的深度及距离的取值进行了分析,并阐述了该系统的运行控制策略和流程,实现了机组在常规空调工况、制冰工况以及供暖工况三者之间的调节.最后,对该系统进行了经济性分析,在运行费用上,比传统空调系统节省69％,具有显著的节能优势.
【总页数】4页(P48-51)
【作者】姒勇芳;王玉刚;匡环;董兴杰;刘月琴
【作者单位】中国计量学院计量测试工程学院浙江杭州310018;中国计量学院计量测试工程学院浙江杭州310018;中国计量学院计量测试工程学院浙江杭州310018;浙江省空调蓄能与节能重点实验室浙江杭州310018;浙江省空调蓄能与节能重点实验室浙江杭州310018
【正文语种】中文
【中图分类】TK52
【相关文献】
1.某办公楼地源热泵与冰蓄冷复合系统能效评价 [J], 张秉瑞
2.地源热泵与冰蓄冷耦合系统的运行模拟 [J], 董兴杰;谷波;叶水泉;陈永林;雷炳成;刘辉;刘月琴
3.一种地源热泵与冰蓄冷协同冷暖系统研究 [J], 丁金虎;杨志贤
4.地源热泵、冰蓄冷综合对比应用经济型分析 [J], 翟玉启[1];马耀家[1];王慧[1];戴超[1];尹超[1]
5.冰蓄冷热泵耦合系统技术应用 [J], 雷炳成;范庆
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地源热泵联合冰蓄冷空调系统研究
Ｚ Ａ Ｇ ｏｇ ｘｎ Ｈ Ｎ Ｙ ｎ － ｉ ，ＷＡ Ｇ Ｈ ｎ－ａ ，Ｘ Ａ ｉｇｊ ｇ ＨＩ ｕ ｙｎ ，Ｌ ｅ ｙｎ Ｎ ｏｇｔ ｏ Ｉ ＯＪ －ｉ ，Ｓ － ａ ｇ Ｉ — ｉｇ ｎ ｎ Ｙ Ｋ
随着 常规 能源 的紧缺 ，以及 由于常规 能 源引起
电低谷期 ， 采用制冷机制冷 ，利用蓄冷介质的显热
６ ２
河 北 煤 炭
２１年第４ ００ 期
地源热泵联舍冰蓄冷窑凋系统饼究
张永新 ，王 洪涛 ， 肖 静静 ｚ ，石钰杨 ，李克 营
（． １ 冀中能源 邯矿集团公司设计工程部 ，河北 邯郸 ０６０ ；２ 河北工程大学，河北 邯郸 ５０ １ ． ０６０ ） ５０ １
摘 要 ：文章从 当前能源紧缺、环境污染的现状 出发 ，介绍 了节能的空调新技术 。由于地源 热泵技术及冰蓄冷空调技术作为一种对环境污染很小的节能新技术 ，具有不可比拟 的优点， 再者 由于热泵 比较适宜应用在冬夏季节冷热负荷相差不多的地方 ，冰蓄冷空调技术基本上应 用于夏季空调季节 ，因此 ，在南方冷负荷大于热负荷的地 区，可 以将两者联合起来运行 。并 阐述 了所设计 的地源热泵联合冰蓄冷空调系统 图，重点讨论 了地源热泵和冰蓄冷装置的匹配 问题 ，并结合工程实例，提 出优化控制方法，得 出了 优化控制结论。 关键词 ：地源热泵系统 ；冰蓄冷空调系统 ； 设计方案； 优化设计 中 图分类 号 ： Ｔ ６ 文 献标识 码 ：Ｂ Ｂ６ 文章编 号 ：１０ — ０３（００ ０ —０ ２ ０ ０ ７ １８ ２ １ ） ４ ０ ６ —３
冷水
建 筑物的热负荷需 求 ，造成机 组投资和运行 的浪 费， 若按照热负荷标准选择 ，则会出现夏季制冷量 不 够 的现 象 ，因此 ，利用 地 源热 泵联 合 冰 蓄冷空 调 系统 ，冬季只让热泵工作 ，夏季热泵和冰蓄冷空调 共 同运 行 ，这样 不仅可 以降低地 热换热器的初投 资，而且还可 以实现地源热泵机组的间歇运行 ，有 利于 土壤 温度 场 的有 效恢 复 。
266地埋管地源热泵与冰蓄冷联合运行空调系统设计与分析
COP 2E 05t 2 0.0762t 7.9668
（1）
2）设定制冰模式下冷冻水（使用侧）进出口水温为-1/-6℃,拟合地源侧不同进口水温下 的机组性能函数为：
COP 1 E0 52 t 0 . 0 7 6t5
5.2026
（2）
3）设定制热模式下空调水（使用侧）进出口水温为 40/45℃,拟合地源侧不同进口水温 下的机组性能函数为：
地埋管地源热泵与冰蓄冷联合运行空调系 统设计与分析
山东省建筑设计研究院 郭晓强； 山东建筑大学 楚广明
摘要 基于具体工程设计了地埋管地源热泵与冰蓄冷联合运行空调系统， 对系统的运行 策略、流程配置、控制策略进行了分析，确立了系统的最优化的设计方案。建立了地埋管地 源热泵与冰蓄冷联合运行空调系统热泵机组的能耗分析模型， 在此基础上精确计算了热泵机 组的全年耗电量及全年运行费用。 对比不同冷热源方案， 采用寿命期内年度费用指标法进行 了经济性比较。 结果表明， 地埋管地源热泵与冰蓄冷联合运行空调系统具有较好的经济效益。 关键词 地埋管地源热泵 冰蓄冷 系统设计 经济性分析 0 引言 随着经济的发展，能源紧张问题日益突出，对建筑物的供暖空调方式提出了新的要求， 是否节能已经成为衡量一个系统是否最佳的重要依据。但是，如果一味追求节能，势必会带 来系统的直接投资增大。所以设计一个空调系统应同时兼顾各种因素，既使系统节能，又使 系统的初投资和运行费用最为合理。 地埋管地源热泵与冰蓄冷联合运行空调系统将地埋管地 源热泵与冰蓄冷这两项节能技术结合在一起，通过合理的配置，取长补短，使这两项技术的 优越性得到充分发挥，可取得较好的社会、经济效益。本文以某实际工程为例介绍了地埋管 地源热泵与冰蓄冷联合运行空调系统的设计，并对该系统进行了详细的经济性分析。 1 工程概况及建筑动态负荷模拟 某办公楼位于济南市，共十一层，建筑高度为43.2m，总建筑面积9783.74㎡。主要房间 类型分别为：办公室、会议室、辅助用房等。 用DeST模拟计算本办公楼的逐时冷热负荷。济南地区供暖季为11月15日—3月15日，供 冷季为6月1日—8月31日。 计算所得办公楼逐时冷热负荷如图1所示， 计算所得夏季典型设计 日负荷如图2所示。
浅析中央空调热泵与冰蓄冷技术的结合发展
国的商业建筑上，将对我国整个电网的结构性调整将起到重要作用： 护 2G 到 3G 网络发展上新的投资，要确保这种投资可以保障网络向全 IP 平
同时可取代大量的燃煤锅炉，对我国的环境治理也将起到重要作用。 滑演进而不会出现某种障碍；3G 网络的引入，要尽可能减少对现有 GSM/
因此，热泵技术与蓄冰技术的结合必然具有广阔的经济前景和重大的 GPRS 网络运营的影响；终端用户的业务可以从 GSM 平滑过渡到 3G 网络。
常经济，还可节省大量的水资源，同时系统工作时没有任何污染物产
但冰蓄冷与热泵相结合过程中仍存在着一些问题：由于冰蓄冷系
生，非常符合我国节能环保的趋势和政策。
统和热泵系统工况不同，因此在这两种系统结合的过程中，要注意系
冰蓄冷技术在空调领域的应用，从世界范围来看，大致经历了三 统的匹配问题。例如，由于空调工况与蓄冰工况的制冷剂流量、阀前
术是一种“日储能”系统，可以转移大量的日间高峰电力到夜间低谷
结束语
时段使用，充分利用电网的日夜电差价，解决夏季供冷问题，热泵技
本论文比较了 GSM/WCDMA、GSM/CDMA2000、WCDMA/TD-SCDMA
术解决了冬季清洁供暖问题。如果普及结合热泵和蓄冰空调技术到我 混合组网的各自优缺点.得出了将来移动通信混合组网的优势是尽可能地保
使用空调的建筑物，如办公楼、大型商场内推广使用。对于单纯的冰 系统相结合的研究状况以及应用过程中出现的问题，希望能对我国空
蓄冷工艺，由于蓄冷过程需降低蒸发温度，因而降低了制冷效率及增 调技术形式的研究有所帮助。
加了制冷时的电耗，所以虽然表面上运行费降低了 （由于实行峰谷电
参考文献
价差与其它优惠措施），但实际电能消耗却增加了，而且总投资也高， [1] 叶水泉.冰蓄冷空调技术及其发展[C]//中国科协 2004 年学术年会电
一种地源热泵与冰蓄冷协同冷暖系统研究
doi ：10．3969/j．issn．1009－3230．2019．02．010一种地源热泵与冰蓄冷协同冷暖系统研究丁金虎1，杨志贤2（1.淮北矿业（集团）有限责任公司，安徽淮北235000；2.中国矿业大学电力与动力工程学院，江苏徐州221116）摘要：针对通常的三工况地源热泵与冰蓄冷耦合（联合、复合）系统调节不灵活，难以解决冷热负荷需求差别大的问题，提出并构建了一种地源热泵与冰蓄冷协同冷暖系统，并确定了协同冷暖系统的供冷策略和供热策略。
既可以避免机组在较低负荷下的低效率运行，又可以在一定程度上平抑机组负荷的波动。
关键词：协同冷暖系统；运行策略；效益分析中图分类号：TU831.2文献标志码：B 文章编号：1009－3230（2019）02－0035－05Ｒesearch on a Coordinated Cooling and Heating System for GroundSource Heat Pump and Ice StorageDING Jin －hu 1，YANG Zhi －xian 2（1．Huaibei Mining Group ，Huaibei 235000，Anhui Province ，China ；2．School of Electrical and Power Engineering ，China University of Mining and Technology ，Xuzhou 221116，Jiangsu Province ，China ）Abstract ：Aiming at the problem that the coupling of the ground source heat pump and the ice storage cold coupling （combined and composite ）system is not flexible in the normal three working conditions ，it is difficult to solve the problem of large difference between the hot and cold load requirements ，and a ground source heat pump and ice storage cold coordination heating and cooling system is proposed and constructed．And carry out the engineering construction of the collaborative cooling and heating system．The study identified the cooling strategy and heating strategy for the coordinated cooling and heating system．It can not only avoid the low －efficiency operation of the unit under lower load ，but also can restrain the fluctuation of the unit load to a certain extent．Key words ：Cooperative cooling and heating system ；Operation strategy ；Benefit analysis0引言收稿日期：2018－12－21修订日期：2019－01－10作者简介：丁金虎（1977－），男，高级工程师，从事地源热泵等方面的研究。
地源热泵冰蓄冷中央空调分析
地源热泵冰蓄冷中央空调分析目前生产和使用的空气源热泵户型中央空调存在有一些急待解决的问题，研究开发地源热泵户型蓄冰中央空调，对节能、降低用户运行费用和电网调峰有着十分重要的意义和发展前景。
为了加快地源热泵户型蓄冰中央空调的发展和应用，建议电力部门尽快建立完善鼓励低谷用电的优惠政策，如尽可能拉大峰谷电价比，给予蓄冰空调设备的开发和使用补贴等。
同时也建议有关厂家加强地源热泵户型蓄冰中央空调的开发研究，降低造价，提高综合效益，为户型蓄冰中央空调开辟更广阔的市场。
1、户型中央空调的发展户型中央空调即住宅集中空调，自20世纪90年代进入中国市场以来，正得到很快的发展。
就其原因，首先是我国一直把城乡居民住房当作头等大事来抓。
近年来人均住房面积有了很大提高，并且住房也有向大户型、多居室的别墅、多层和小高层发展的趋势;第二，人民生活水平提高，富裕起来的城乡居民住房室内装饰都达“小康”水平，房间空调已满足不了他们的要求，更多的人把消费投向了户型中央空调;第三，生产工艺的成熟和激烈的市场竞争，使得户型中央空调的造价逐渐为工薪阶层接受;第四，城市建筑景观和环境的限制，也使城市的一些小型商业用户转而使用小型集中空调。
以上几点可以看出，关注和议论户型中央空调并非超前，户型中央空调将是21世纪的新消费热点。
2、户型中央空调目前存在的问题及解决办法2.1户型中央空调目前存在的问题经对目前户型中央空调的调查和了解，我们发现存在着如下问题：1)国内生产的户型中央空调大多是以空气为热源的热泵机组，虽然在使用和安装上有其方便之处，但在夏季炎热的地区，机组冷凝温度较高，COP值较低，机组耗电量大;在冬季温度较低，湿度较大的地区，机组又需融霜，造成室温波动较大，机组耗电量同样增大。
2)以空气为热源的热泵机组，受室外空气的影响很大。
随室外空气温度的变化，热泵机组的制冷(制热)量与建筑物的需冷(需热)量变化方向正好相反，很难匹配。
3)目前国内生产的户型中央空调均无真正的能量调节。
地源热泵与冰蓄冷空调联合运行系统
地源热泵与冰蓄冷空调联合运行系统1．前言目前地源热泵技术在北美和欧洲已经非常成熟，是一种广泛采用的供热空调系统。
在美国，地源热泵已占整个供暖空调系统的20％；在欧洲，据1999年的统计，地源热泵在家用供热装置中所占的比例：瑞士为96％，奥地利为38％，丹麦为27％【1】。
在国内这项技术虽刚刚起步，但已得到政府部门的大力支持。
1997年11月美国能源部和中国科技部签署了中美能源效率及可再生能源合作议定书，其主要内容之一就是要大力推广这种具有"绿色建筑";特性的技术。
冰蓄冷空调技术主要是为了平衡电网昼夜峰谷差，夜间电力低谷时蓄冷，日间电力顶峰时释冷，是电力部门"削峰填谷";的最正确途径。
我国从20世纪9o年代开始推广这项新技术，据有关数据显示：至2021年为止，中国国内已建冰蓄冷空调工程304个，且每年均以40％左右的速度增长。
但是这两项新技术各有其局限性。
地源热泵技术虽可以供热制冷，但却无法在夜间电力低谷时蓄冷，进而削峰填谷。
冰蓄冷技术虽可起到削峰填谷的作用，但却无法在冬季供暖。
基于以上考虑，本文将这两项新技术嫁接在一起，"取长补短，优势互补";，设计出了一套以生态理念构建的复合式新型能源系统；并且论述了其联合运行的模式。
2．地源热泵与冰蓄冷空调系统联合运行的必要性在选择地源热泵机组供热制冷时，要根据不同区域建筑物的根本状况进行设备的选择。
但是在我国的南方地区，建筑物冬季的热负荷往往小于夏季的冷负荷，而热泵机组往往都是制热量大于制冷量〔通常情况下热泵机组的制热量是制冷量的1.1～1.3倍〕【2】。
因此在机组选择的时候，如果按照冷负荷标准选择机组，那么会导致机组的制热能力大大超出建筑物的热负荷需求，造成机组投资和运行的浪费；而假设按照热负荷标准选择，那么会出现夏季制冷量不够，故可以按照冬季热负荷标准进行选择，以冰蓄冷空调系统作补充。
这样不仅可以降低地热换热器的初投资，而且还可以实现地源热泵机组的间歇运行，有利于土壤温度场的有效恢复。
地源热泵耦合水蓄能系统设计及应用分析
技术与检测Һ㊀地源热泵耦合水蓄能系统设计及应用分析谢㊀莉摘㊀要：设计了清洁高效冷热供应方案，采用了地源热泵复合水蓄能技术，减少热泵主机的装机容量㊁地埋管数量及占地面积，结合当地分时电价政策㊁转移高峰期用电负荷㊁平衡电网峰谷差的同时，降低系统运行费用，产生良好的经济效益和环境效益㊂关键词：地源热泵；水蓄能；运行策略；经济性一㊁项目概况项目位于河北定州，为商业办公综合园区，总占地３５０亩，冷热供应面积为１７．８万平方米㊂项目设计清洁高效冷热供应方案，采用地源热泵耦合水蓄能技术，减少热泵主机的装机容量㊁地埋管数量，结合当地分时电价政策㊁转移高峰期用电负荷㊁平衡电网峰谷差的同时，降低系统运行费用㊂二㊁设计负荷根据业主提供的园区内负荷资料，夏季１００％负荷典型日最大冷负荷为５８１５ＲＴ，冬季１００％负荷典型日最大热负荷为３８１６ＲＴ㊂三㊁系统设计（一）热响应测试概况项目现场共布置了三眼地埋管岩土热响应试验孔，并进行了钻孔施工㊁埋管和钻孔回填，然后对已施工的三眼地埋管岩土热响应试验孔进行了现场岩土热响应试验㊂场地埋管深度１５５米范围内土壤初始平均温度为１５．０６ １５．３１ħ；岩土体积比热容为ＣＶ＝２．５５ˑ１０６Ｊ／（ｍ３Ｋ），导热系数平均值为１．７５６Ｗ／（ｍħ），土壤扩散率为０．６８７ˑ１０－６（ｍ２／ｓ）㊂热响应试验孔采用中粗砂＋原浆回填，钻孔热阻为Ｒｂ＝０．１００ｋｍ㊃Ｗ－１㊂热交换孔单位长度钻孔释热量为Ｑｃ＝６７．０Ｗ／ｍ，取热量为Ｑｈ＝３９．５Ｗ／ｍ㊂（二）技术路线项目采用地源热泵＋双工况离心式冷水机机＋水蓄能系统，主机采用３台地源热泵和２台双工况离心式冷水机组，夏季谷段电价期间双工况冷水机组蓄冷，冬季谷段电价期间采用地源热泵机组蓄热㊂布置１２６０口地埋井，有效深度为１５０米㊂建设３３００ｍ３蓄水池，置于广场景观带内，采用深挖蓄水池做法㊂（三）运行策略分析１．夏季每日谷时（０：００－６：００）开启两台双工况离心式冷水机组进行蓄冷，蓄冷量为５８００ｋＷ，约５．３ｈ可将水池蓄满，有效蓄冷量为３０７０３ｋＷｈ，放冷效率按９５％计㊂典型日蓄放冷策略如下图１４㊂图１㊀夏季空调设计日１００％负荷运行策略图２㊀夏季空调设计日７５％负荷运行策略图３㊀夏季空调设计日５０％负荷运行策略图４㊀夏季空调设计日２５％负荷运行策略２．冬季每日谷时开启两台地源热泵机组进行蓄热，蓄热量为６４００ｋＷ，约５．４ｈ可将水池蓄满，有效蓄热量为３４５４１ｋＷ㊃ｈ，５４１放热效率按９５％计㊂蓄放热策略如图５８㊂图５㊀冬季空调设计日１００％负荷运行策略图６㊀冬季空调设计日７５％负荷运行策略图７㊀冬季空调设计日５０％负荷运行策略图８㊀冬季空调设计日２５％负荷运行策略按上述典型日运行策略配置，计算得到土壤夏季总得热量３０２７０７４ＲＴｈ，冬季总放热量２８４２５０８ＲＴｈ，不平衡率为６．５％，全年土壤基本能保持热平衡㊂（四）全年运行费用本系统全年总供冷（热）量约２８６７５１０８ｋＷ㊃ｈ，总耗电量约７９２３４２３ｋＷ㊃ｈ，全年系统总运行费用３８１万元，单位运行费用约２３元／平方米㊂四㊁方案对比若按常规方案，夏季选用４台地源热泵＋３台冷水机组制冷，冬季选用４台地源热泵机组制热，布置１６８０口地埋井，有效埋深１５０米㊂考虑分时电价及土壤热平衡因素，设计运行策略并计算得到系统运行费用㊂双蓄方案较常规方案降低了主机装机容量以及地埋井数量，增加了水蓄能系统，综合对比总初投资降低了１６１万元，年运行费用降低７４万元㊂五㊁结语（一）本方案相较于传统方案，减少了主机装机容量及室外地埋井数量，节约了地埋管占地面积，综合总投资降低了１６１余万元，年运行费用降低７４万元，具备较好的经济效益㊂（二）土壤夏季总得热量为３０２７０７４ＲＴｈ，土壤冬季总放热量为２８４２５０８ＲＴｈ，不平衡率为６．５％，全年土壤基本保持热平衡㊂（三）地源热泵耦合水蓄能技术，在稳定可靠供冷供热的前提下，充分利用当地分时电价政策，转移电力高峰段用电负荷，移峰填谷，提升了冷热源系统的经济效益，有利于电网安全稳定运行，具有一定的社会效益及示范推广作用㊂参考文献：［１］杨伟成．空调工程的蓄冷水池技术应用［Ｊ］．暖通空调，１９９３（１）：４０－４４．［２］张丽君，姜梅．天津滨海国际机场二期制冷站水蓄冷空调设计［Ｊ］．制冷与空调（四川），２０１２，２６（４）：３５３－３５８．［３］满孝新，张笋．济南奥林匹克体育中心水蓄冷系统设计［Ｊ］．暖通空调，２０１０，４０（６）：６２－６５．［４］叶琪超楼可炜应光耀．德清分布式能源站水蓄冷空调系统运行分析［Ｊ］．暖通空调，２０１９，５０（４）：８２－８５．作者简介：谢莉，南瑞电力设计有限公司㊂６４１。
地源热泵与冰蓄冷联合运行空调系统经济性分析
地源热泵与冰蓄冷联合运行空调系统经济性分析随着气候变化以及经济的发展，全球对能源的需求愈发强烈。
因此，绿色、清洁能源的开发和利用就显得尤为重要。
地源热泵和冰蓄冷技术，作为两种重要的清洁能源利用方式，近年来受到越来越多的关注。
地源热泵技术是指利用地下埋深较浅、温度较为稳定的地热资源，通过地下热交换技术实现制热、制冷和热水供应等功能的一种空调系统。
而冰蓄冷则是利用低峰期的电力价格较低，利用夜间多余电来制作冰块，将其储存起来，在白天尖峰期使用，以满足空调的制冷需求的技术。
两种技术的联合运行，将可以实现更高效的能源利用，从而达到减少污染和保护环境的目的。
具体而言，地源热泵的制热和制冷效率受到外界温度的影响，而冰蓄冷则可以在低峰期储存大量冷能，从而在高峰期供给制冷能量，以保证系统的运行稳定性。
两种技术的优势互补，使得它们联合运行的空调系统具有更为出色的性能表现。
那么，地源热泵和冰蓄冷联合运行空调系统的经济性如何呢？我们可以从以下几个方面进行分析：首先是设备成本。
地源热泵和冰蓄冷技术本身就具有较高的设备成本。
而将两种技术进行联合，需要配套安装冰蓄冷储冰设备，进一步提高了总设备投资。
不过随着技术进步和市场对新能源技术的认可度提高，设备成本也有所下降。
特别是在一些政府资助的项目中，设备成本更加可控，推动了此类技术的应用和发展。
其次是能源成本。
在正常运行下，地源热泵的能源消耗是随外界温度的变化而变化的，因此在制热和制冷的能源成本上存在较大差异。
而冰蓄冷技术则可以通过利用低峰期的电力价格较低，实现更为经济的制冷操作。
通过两种技术的联合，能源成本可以得到更为高效地控制与节约。
第三是维护保养成本。
虽然目前地源热泵和冰蓄冷技术的可靠度和稳定性已经有了很大的提升，但是设备运行时间的增加也会提高维护保养成本。
特别是在高温多雨的气候下，空气中含有更多的污染物，也会对设备带来潜在的损害。
因此，需要加强设备的监测和维护，才能确保整个系统的长期稳定运行。
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地源热泵与冰蓄冷空调耦合系统的测试平台及其性能研究黄其，王玉刚，毛佳妮，匡环（中国计量学院计量测试工程学院，浙江省杭州市，310018）摘要：针对地源热泵与冰蓄冷耦合系统进行研究，设计了一套基于PLC的测量控制系统，完成对主机运行的控制，并采集系统运行时的流量、温度、压力、液位等信息。
同时，利用LabVIEW平台开发出一套监控软件，实时显示系统运行状态及参数，并通过对出风口风量大小的调节完成室内温度的控制。
为了检验测试系统的运行能力,对整个地源热泵与冰蓄冷耦合系统也进行了土壤热响应测试，并测算分析了土壤特性。
关键词：地源热泵; 冰蓄冷; PLC; LabVIEW; 土壤热响应中图分类号: TP273 文献标识码: AThe Test Platform and Performance Analysis of Ground-source Heat Pump Coupled with Ice Storage Air-conditioning SystemHUANG Qi, WANG Yu-gang, MAO Jia-ni, KUANG Huan(College of Metrology Technology and Engineering, China Jiliang University, Hangzhou, 310018, China) Abstract:on the ground-source heat pump combined with ice storage air-conditioning system，taking PLC technology as core, a measurement control system is designed, which achieved the control of the host operation and the information collection of flow, temperature, pressure and the liquid level. And a System operation state monitoring program was developed on the basis of LabVIEW. What's more, based on the present system, soil heat response experiment was performed to check the effect of operation on the present system.Key words: ground source heat pump; ice storage systom; PLC; LabVIEW; soil heat response1 引言随着我国城市化进程的加快，加剧了我国能源的供需矛盾[1]。
建筑能耗具有极大的节能潜力。
因此，现代社会对于建筑空调领域也投入大量的研究。
地源热泵作为一种“绿色空调”，其突出优点为[2-3]：（1）地表浅层收集的太阳能不受地域限制且能量巨大，这种能量无处不在，方便可取；（2）地源热泵污染排放量低，比空气源热泵减少40%以上；（3）地源热泵节能效果明显，比空气热泵系统节能40%以上；（4）地源热泵供暖系统的供暖成本较低，天然气锅炉和燃油锅炉均要比其高40%以上；（5）由于地下土壤的温度全年较为稳定，与传统的空气源热泵相比，其能效比要高出40%左右。
冰蓄冷空调技术也具有其突出优点，主要为[4-6]：（1）削峰填谷，平衡电网负荷；（2）减小制冷机组容量，减少空调系统初投资；（3）利用峰谷电力差价，为用户节省电费支出；（4）冷冻水温度可降至1~ 4℃，实现低温送风，减小空调末端用电功率。
目前，各种测试系统软件设计正趋向多元化、高精度化以及信息控制快捷化[7-8]。
因此，地源热泵与冰蓄冷耦合系统的测试系统设计应该跟上时代的步伐，加快其测试系统设计研究进度。
本文主要是在原有搭建好的地源热泵与冰蓄冷耦合系统的基础上,以PLC为设计核心,并结合LaBVIEW软件开发平台,设计一套相应的测试系统,以便更加快捷地完成测试任务和运行操作,也为工程实践中的软件控制程序编译提供一定的参考。
同时,为了检验软件的可操作性,应用设计的测试系统,进行了土壤热响应实验。
1 实验系统介绍地源热泵联合冰蓄冷空调系统主要由地下埋管换热器、制冷主机机组、室内载冷介质循环系统和蓄冰槽等构成。
在夏季用电低谷的夜间，利用地源热泵机组进行制冰，将冷量在蓄冰槽中储存起来，白天用电高峰时段进行融冰供冷。
如果白天冷负荷较小，可单独采用融冰供冷；若白天冷负荷较大，同时开启地源热泵机组，运行于空调工况，由地源热泵机组和冰蓄冷联合供冷，整个系统如图1所示。
图1 地源热泵与冰蓄冷耦合系统2 测试系统设计2.1 测试系统组成图2显示了整个控制系统结构的结构框架。
PLC是整个系统的核心控制模块，控制模块组成包括CPU224、1个模拟量输入扩展模块EM231和2个模拟量输入/输出模块EM235；计算机通过串口完成与PLC的通信，监控程序用LabVIEW软件开发平台进行编译，完成对各测温点的温度、蓄冰槽液位、压缩机和泵的启停状态等信息的显示。
2.2 PLC控制程序设计图3为地源热泵联合冰蓄冷空调系统主回路，KM1~KM3为水泵和压缩机启停、切换的交流接触器。
PLC程序要完成对换热循环泵、冷却水泵、压缩机的启停控制，三通阀的旋转角度调节，以及换热水箱加热量的控制。
同时，PLC采集各测点传感器传送过来的4~20mA标准信号，并依据采集到的数据进行系统控制。
根据系统控制任务需要，进行资源分配，制定资源分配表。
图2地源热泵联合冰蓄冷空调控制系统结构图 图3 地源热泵联合冰蓄冷空调系统主回路根据控制要求和资源分配表，采用西门子STEP 7 MicroWIN 软件编写PLC 控制程序。
以主机的启停控制为例，控制电路如图3所示，按下启动按钮SB1后压缩机启动，按下停止按钮SB2后系统停止，当电路中电流过大时，热继电器断开，系统停止，起到保护作用。
控制电路表达式可表示为：KM=(SB1+KM)SB2FR （1）其中，SB1、KM 为常开触点，SB2、FR 为常闭触点，当按下SB1后，控制电路接通，KM 线圈得电，常开触点KM 闭合，主机得电运行，松开SB1后，电路依旧接通。
当按下SB2后，控制电路断开，线圈KM 失电，触点KM 断开，主机停止。
Q:电源开关，FR:热继电器，SB1:启动按钮，SB2:停止按钮，KM:接触器线圈 图4 监控程序前面板图3 主机启停控制电路2.3 监控软件设计图4为监控程序前面板，监控软件采用LabVIEW 编写，监控软件包括两个部分：一是完成对各测点数据及运行状态的显示与记录，包括压力、温度、蓄冰槽液位等；二是通过控制风机转速来控制室内温度。
（1）系统运行状态监控模块PLC 带有RS485接口，PLC 作为I/O 接口设备，可通过RS232/485转换器与计算机通信，构成虚拟仪器系统。
LabVIEW 与PLC 的通讯时，使用OPC server ，通过OPC Client 实现数据交换。
LabVIEW 与PLC 通信完成后，利用LabVIEW 读取PLC 中的运行状态参数，并根据读取的参数进行工况判断。
（2）室温控制模块图5给出了送风系统结构。
变频器和PLC 都是通过串口与计算机通信,VFD037F 变频器内置有PID 控制单元，可通过控制程序设置参数。
当通过传感器采集的进风温度与设定值有偏差时，PID程序可根据测量信号与设定值的偏差进行比例(P)、积分(I)、微分(D)运算，从而输出某个适当的控制信号给变频器，提高或降低转速，促使室温恢复到设定值，达到自动控制的效果。
图5 送风系统结构示意图图6 变频器PID实现过程图6为变频器PID控制实现过程示意图，设定值和检出信号都为4mA至20mA电流信号，其中，进风温度变送器T2的电流信号作为检出信号，接到变频器的ACI1接线端。
将目标温度值根据温度变送器T2的温度电流转换公式变换为电流值，利用LabVIEW通过数据采集卡PCI-6208转换为相应的电流，接入到变频器的ACI2端口。
根据VFD-F变频器说明书，将PID控制参数通过控制面板写入相应的地址。
3 土壤的热响应测试3.1实验操作流程如图7所示，土壤热响应测试操作流程为：（1）应用系统测试软件对各管路进行开闭控制，以便使地埋管换热管路形成一个闭合环路；（2）启动换热循环泵使循环流体流动；（3）开启换热水箱的加热器以恒定的加热功率加热，其热量通过地埋管传递给地下土壤；（4）通过测试系统对实验相应的数据进行测量并记录；（5）计算出地埋管换热器的单位井深换热量及地下土壤的平均传热系数等参数。
在测试实验中，测试井设定3组流速（0.35m/s，0.45m/s，0.55m/s），进行5个工作日持续测试,分别测量地埋管进出口水温及其温差，并根据温差计算出地埋管单位井深换热量、平均传热系数。
图7 土壤热响应测试原理3.2 实验结果分析根据测试系统所获取的实验数据，将其绘制于图8至图11。
分析实验图表后，得出如下结论：（1）在不同流速下，开始运行的阶段温升速率相对较大，随着时间的增加，温度的上升速率开始变缓，渐渐接近于某一值；（2）地埋管内工质的进出口温度均随着流速的增加而减小；（3）随着工质流速的增加，工质进出口的温度差在减小，工质流速的增加，使得与地面的换热量增加，工质降温较快；（3）随着流速的增加，地埋管的单位井深换热量也在增加；（4）随着运行时间的增加，工质在一定流速下，单位井深的换热量逐渐减小，慢慢趋于稳定；（4）土壤平均传热系数也随流速的增加而增大。
总的来说，测试软件能够很好地完成测试任务，并实现实时监测和数据分析。
图8 不同流速下的进出口水温图9 不同流速下的进出水温差图10 不同流速下的单位井深换热量图11 不同流速下土壤平均传热系数4 结论本文以PLC为测量控制核心，设计了一套地源热泵与冰蓄冷耦合系统的测试系统。
同时，开发了一套基于图形化语言LabVIEW的系统监控软件，实现了系统运行状态参数的显示及出风量大小的控制。
对整个系统进行了土壤热响应测试实验，验证了整个测试系统的可操作性。
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