（外文翻译）地源热泵系统的建模和性能评估（译文）

两个地缘热泵系统的性能是通过基于实验数据的能量和分析原理来评估的。

能量和的规格也在表格中被罗列出来。

些热力学参数，比如燃料消耗率，相对不变性，生产率缺乏和，对两个系统都做以测量。

获得的结果在能量和方面进行讨论。

热泵的的估值在和之间，系统的在和之间变化。

在个产品燃料基础上，两个系统的效率峰值在到。

在这提出的模型对于每个应对地源热泵系统的设计模拟和测试是可被预料到的。

关键词建筑，能量，，分析，地热能量，地源热泵系统，可再生能量介绍土壤耦合热泵系统在商业建筑和机构建筑中在供热和空调方面和民用建筑样得以不断的开展。

系统由密封的环路管路，埋在地下并且连在热泵上，管中循环的是水或防冻液。

对于地环换热器，垂直管的参数通常优先于水平的系统由于少数地下区域需要。

垂直的地埋管换热器由许多井孔组成，每个连接个型管。

深度通常在米到米之间波动，直径在到米之间。

井孔环形域应该用泥浆灌注以满足在管和周围环境土壤货岩石的热力学接触，来保护在可能的污染物中的地下水。

地源热泵系统的效率从根本上比空气源热泵的要的高，因为地下保持相对稳定的热源温度。

地源热泵在商业和民用建筑的应用是个惊人的例子。

在供热和供冷操作的热渗透中地源热泵利用土地作为热源。

在供热模式中，地源热泵吸收热量从土壤并且用它去为房子和建筑供热。

在制冷模式中，热量通过地下埋管换热器从调节区域被吸收并转换到地球。

相对传统的调节房间的原理来说，地源热泵是种很有效的改变，因为它们利用土地作为能量源或渗透来代替利用周围空气。

相比空气来说，土地在热力学上是种更加稳定热量交换的媒介，尤其在无限上和可利用上。

地源热泵与土地交换热量，并在甚至更低的温度条件下可维持性能在较高水平。

地下埋管换热器用个闭合环路的地源热泵系统在连接处，这个系统由个垂直或水平浅埋在地下的长的塑料管组成。

在等人的综合性研究中，根据年的数据，地源热泵有着最大限度的能量利用和安装容量，即整个世界范围容量和使用的和。

在个容积因素为的情况下，安装容量为，每年的能量利用是年。

几乎所有的安装都是在北美和欧洲的，从年的个国家增长到现在的个国家。

安装单元的等价数字是大约万，超过两倍的年报告的数字。

单个单元的尺寸，然而，从民用的增大到商业和机构用的。

在过去的十年里，些研究者采用了大量的调查在设计上。

地源热泵的模拟和测试和太阳能辅助热泵系统。

研究报告中包括 在供热模式中用作为制冷剂的垂直太阳能辅助的地缘热泵的性能实验评估。

个公寓式的太阳能集热器被直接安装在地下浅埋环路中，在农村的个大学研究课题中第次被组装并测试。

用作为制冷剂的水平地源热泵理论的性能评估。

尽管世界范围的地源热泵系统的许多安装已经被意识到，那些系统的评估研究是非常受限制的。

这项研究也描述了太阳能辅助垂直和水平地源热泵系统的火用分析的简单的过程和如何应用这过程通过计算火用损失去评估热泵系统的性能。

系统研究的描述土耳其大学的地源热泵系统的大学研究被划分为两类理论的和实验的。

这些研究被作者在其他地方更详细的复审过。

地源热泵系统构造的试验系统学术表在表中给出。

这个系统主要是由如下三个分离的环路组成 用太阳能集热器的地下浅埋管环路制冷剂环路供热风机盘管环路。

太阳能辅助地源热泵系统的元素的主要特点在图表中给出，与那些元素相致的圆括号中的数字在表中给出。

从供热循环到制冷循环的转换通过四管制管路来实现的。

为了避免在工作状态下和冬天时水结冰，百分之十的乙烷基糖原混合物通过重量被分开。

制冷剂循环在闭合环路的镀铜管建成。

工作流体是太阳能辅助地源热泵研究系统在土耳其伊麦尔爱情海大学太阳能学院被安装。

地源热泵系统二地源热泵系统二理论设计在图中表示。

系统的些相似的应用在文献上是有用的。

它将能为个在爱情海大学每层十平方米的用以性能测试的房间供热和制冷。

测试房间的供热和制冷负荷在设计工况下分别是和。

这个系统也由三个分开的环路组成，像地源热泵系统样。

它与第种系统的区别如下 地下热量交换器水平地浅埋在地下米深处选择的是空气压缩机，而第个系统用的是水冷压缩机通过由百分之二十的乙烷基糖原混合物的地下热交换器来进行流体的计算。

对地源热泵系统得理论和实验结果的评价是基于年和年的供热季度的。

然而，地源热泵系统二的数据是从实验数据和作者假设得到的。

建模对于个通常固定的情况的过程，三个平衡方程，即质量能量和火用平衡方程，被用于求得热量的输入，火用减少的速率，不可逆比率，和能量和火用的有效性。

能量的建模通常，质量平衡方程能够被表达在如下形式是质量流动速率，代表进入，代表流出。

通常能量平衡能够表达如下，从全部能量输入平衡到全部能量输出，全部能量术语如下是净热量输入比率，是净功量输出比率，是比焓。

活跃能和潜热能在没有热量和功量传递的情况下假设不变，能量平衡在公式中能够简化成仅与流动焓有关通过安装在供热模型上的装置的能量吸收比率，是从如下公式计算出的压缩机中的绝热比率被计算在蒸发器中的传热比率是对压缩机的输入功率为以防在制冷剂侧的质量流速率不被测量，空间的供热负荷，可以作如下估计是空气的质量流比率，是空气的比热，空气的体积流比率，是空气的密度，和是进入和离开风机盘管装置的平均空气温度。

地源热泵系统的可以计算如下综合供热系统的性能效率，即压缩机负荷比率，是对压缩机泵和风机盘管装置全部功的假设，可通过如下等式来计算瞬时的可利用能源通过太阳能集热器得以收集，并可计算如下火用的建模传统的火用的比率平衡能够表达入下和更明确的如下是穿过温度为的位置的边缘热量传递比率，是功率，是流动火用，是焓，是熵，下角标零指在绝对状态和状态下。

制冷剂的比火用计算如下相对湿度为火用比率计算如下对于火用损失即不可逆性，熵产首先被计算并且用于下式中在热交换器压缩机和蒸发器地下换热器泵膨胀阀和太阳能集热器的火用损失分别计算如下换热器地下浅埋换热器泵膨胀阀太阳能集热器换热器火用效率由热蒸汽火用的减少而分离的冷蒸汽的火用的增加而决定，如下循环泵的火用效率如下地源热泵装置的火用效率计算如下地源热泵系统的火用效率计算如下些热力学参数系统的热力学分析是通过采用如下参数得以实现完成的燃料消耗率相对不可逆性生产力不足火用因素结果和讨论能量评估 地源热泵系统太阳能学院实验室的平均热负荷在设计工况下是。

在这个计算中，实验室内外的温度差是摄氏度。

在地源热泵循环计算中，过程的假设为 压缩机的容积率取为百分之八十五压缩机的等熵率取为百分之七十在循环中没有压力损失集热器效率在到之间变化。

测试在固定状态的太阳能辅助地源热泵系统供热模型中实施进行。

每天从早上到下午每十五分钟取值的个数据取平均值列于表用个供热泵能力为瓦的泵，泵中盐水供热容量的平均流速测的为每千瓦小时立方米。

表列出的是地源热泵系统泵对于制冷容量所需泵能力的有效性的基准。

表中很清楚的显示对于闭合环路的循环功能够用个很好的等级分为若干可接受的系统。

进入水的温度对于装置来说要比正常土地温度要低。

这是由于从土壤到循环水吸取的热量。

设备的真实性能是通过地下换热器产生的水温的函数。

在这个时期进入水的平均水温大约为。

在地源热泵换热器入口和出口获得的防止水结冰的平均温度差大约是。

吸热比率，对于地下换热器布局是关键因素，是个比性能参数，吸热比率在地桩钻洞长度每米是以来衡量的。

从公式中可得从地下吸取的热量峰值的比率平均为。

这与供热期钻孔深度的的峰值吸热量比率是相符的。

通过比较，等人报告的绝热率在到波动而在中欧典型的平均绝热率在到之间。

这明显指出，吸热率的数值是从保持在如中这个范围的研究中得到的。

地源热泵系统的供热平均容量为。

所需的地桩打孔的长度在供热容量每千瓦米为。

热泵的和系统的数值分别为和。

在最大不确定关联的热泵的和系统的数值分别是和。

地源热泵系统二地源热泵系统二在设计工况下的假定平均实验数值列于表。

用个泵能力为每千瓦供热量瓦的泵，供热容量的泵的盐水平均流速为每千瓦小时立方米。

表清楚地显示对于闭合环路的循环功可用个很好的等级划分为可被接受的系统。

从地下吸取的热量用来供热的高峰的比率能够由公式得出平均为。

这与供热期地桩深度的峰值吸热量是相符的。

热泵系统供热平均容量为。

除了这些外，热泵的和系统的的值分别为和。

火用的评价在火用的计算中，末状态温度采取为，干球温度与伊麦尔每年累积频率相致。

末状态压力和相对湿度被分别取作和。

记录状态显示对于盐水水和空气受的限制的状态。

地源热泵系统对于工作流体的温度压力和质量流速数据，根据它们在表规定的状态数，水和盐水在表中给出。

火用效率是由压缩机产生个由于输入功而引起的火用比率增加，同时所有其他组成部分由于它们的不可逆性导致火用比率的减少。

表和列出了火用损失率能量效率火用效率的值和热力学参数比如燃料消耗率生产不足火用因素等样。

热力学参数随着火用效率值是根据地源热泵系统装置和整个系统来评价的。

地源热泵系统装置和整个系统在生产和燃料消耗上火用的效率峰值是分别为和。

然而，系统的平均火用效率是。

由表中很明显可得，最高的不可逆性分别发生在地源热泵装置和整个系统的第和第五分区。

这部分是由于在压缩过程结束时所获得的较大的过热度，导致较大温差与最初传热阶段相关联。