梯级利用地下水储能的地源热泵空调系统分析

冯连威，王 林，马爱华，陈 枫

(河南科技大学 土木工程学院，河南 洛阳 471023)

0 引言

1 新型系统工作流程

图1为传统地下水源热泵空调系统工作原理图。图2为梯级利用地下水储能的新型地下水源热泵空调系统工作原理图,该新型系统是由传统地下水源热泵空调系统和新风换热器复合而成的。具体的工作原理以及空气处理过程在文献[8]中已经进行了详细的叙述，此处不再重述。

图1 传统地下水源热泵空调系统工作原理图

2 制热工况下系统分析数学模型

(Ⅰ)蒸发器

(1)

EXLeva=EX8-EX9-(EX1-EX4)=

mgw((h8-h9)-T0(s8-s9))-mr((h1-h4)-T0(s1-s4))，

(2)

(Ⅱ)冷凝器

(3)

EXLcon=EX2-EX3-(EX5-EX6)=

mr((h2-h3)-T0(s2-s3))-mrw((h5-h6)-T0(s5-s6))，

(4)

(Ⅲ)压缩机

(5)

EXLcom=W-(EX2-EX1)=W-mr((h2-h1)-T0(s2-s1))，

(6)

(Ⅳ)节流阀

EXLthr=EX3-EX4=mrT0(s4-s3)，

(7)

(Ⅰ)新风换热器

(8)

EXLx=EX7-EX8-(EX01-EX0)=

mgw((h7-h8)-T0(s7-s8))-m0((h01-h0)-T0(s01-s0)),

(9)

(Ⅱ)加热器

(10)

EXLj=EX5-EX6-(EXm2-EXm1)=

mrw((h5-h6)-T0(s5-s6))-mz((hm2-hm1)-T0(sm2-sm1))，

(11)

(Ⅲ)混合室

(12)

EXLh=EX01+EXR-EXm1=m0((h01-h0)-T0(s01-s0))+

mh((hR-h0)-T0(sR-s0))-mz((hm1-h0)-T0(sm1-s0))，

(13)

(14)

(15)

EXLsys=EXLeva+EXLcon+EXLcom+EXLthr+EXLx+EXLj+EXLh，

(16)

3 结果与讨论

3.1 设计工况下系统分析

表1 设计工况下新型系统和传统系统的分析结果

3.2 系统的能量利用率与不可逆性评估

3.2.1 蒸发温度对系统能量利用率及不可逆性的影响分析

3.2.2 冷凝温度对系统能量利用率及不可逆性的影响分析

4 结论