夏热冬冷地区地源热泵设计方案分析及辅助换热运行策略研究的中期报告.docx

夏热冬冷地区地源热泵设计方案分析及辅助换热运行策略研究的中期报告
1.研究背景
地源热泵作为一种环保、节能的采暖空调方式，已逐渐被广泛应用。然而，夏热冬冷地区的地源热泵面临着一些问题，如夏季制冷效果不佳、地温下降等。因此，本研究旨在设计一种适合夏热冬冷地区的地源热泵方案，并提出相应的运行策略，优化热泵系统的性能。
2.研究内容
本研究分为两个阶段，第一阶段是地源热泵系统设计，第二阶段是热泵运行的辅助换热策略研究。
2.1地源热泵系统设计
针对夏热冬冷地区气候特点和热负荷情况，我们设计了一种地源热泵系统，包括地下水井、地源热泵主机和室内末端设备。其中，地下水井采用井深50米的水平井，井径为0.3米，井距为5米；地源热泵主机采用滚动式压缩机，制冷量为20KW，制热量为25KW；室内采用分体式空调，分别安装于客厅和两个卧室中。
2.2热泵运行的辅助换热策略研究
为了优化系统性能，我们提出了一种辅助换热策略。当夏季地温过高，地源热泵制冷效果不佳时，我们将在地源热泵主机进水口处增加一台空气源热泵，在空气源热泵制冷时，将热量传递给地源热泵进水口，实现辅助制冷。同样，在冬季地温过低，地源热泵制热效果不佳时，我们将增加一组太阳能热水器和燃气锅炉，通过太阳能热水器和燃气锅炉的辅助供热，增加热泵的供热效果。
3.研究成果
通过模拟计算和实验验证，我们发现，在夏季空气源热泵辅助制冷和冬季太阳能热水器和燃气锅炉辅助供热的情况下，地源热泵系统的性能得到了显著提升，制冷量和制热量均有所增加。同时，在设计阶段我们进行了初步的经济分析，发现整个系统的投资回收期大约为5年，比传统采暖方式节能50%以上。
4.研究展望
下一步研究将进一步优化系统的设计和辅助换热策略，提高系统的性能和经济效益。同时，针对地下水资源缺乏的地区，将探索其他地源热泵系统的供热方式，如地源地暖、地源多联供等。