1、PDF外文：http:/ 3245 字 出处 :Applied Energy 86 (2009) 2560 2565 兼顾供热和制冷模式的地源热泵系统综合 分析 毕跃红 ，王新红，刘云，张华，陈林根 北京工业大学城市建筑工程学院， 100124，中国 上海科学技术大学 制冷技术学院， 200093，中国 海军工程大学研究生学校， 430033，中国 摘要 本文 介绍了一种兼顾建筑供热和制冷模式的地源热泵系统的三个环路和整个系统的综合性分析。可以分别得到损失，效率，损失率，损失系数和 热力学完善度 的 分析公式。结果显示那些
2、 指数应该被综合利用 ，在整个系统 中， 损失率最大的地方在压缩机部分，同时最小 效率和热力学 完善度 的地方是地下浅埋换热器，以至于压缩机和地下浅埋换热器应该首先被提高。结果同时指示建筑供热模式的地源热泵系统 损失要大于制冷模式，而整个地源热泵系统的 效率明显低于兼顾供热和制冷模式的地源热泵系统的组成部分的效率。因此，地源热泵系统的综合 分析更应该加以关注。结果可以为地源热泵系统的设计和优化提供起到指导作用。 关键词 地源热泵，建筑供热和制冷模式，综合性 分析，指数，节能 1. 介绍 地源热泵系统 利用 了储存在地下供建筑供热和制冷的 可再 生
3、能量 。这是合理的对于一个广泛种类的建筑类型 ，尤其对于节能和环境的保护工程更加适合。 自从地源热泵这一概念在 1940年后期的发展，大量理论和实验 已经被完成。实验调查研究检验特殊的地源热泵系统 并且呈现出领域数据。 理论调查研究集中在模拟地下盘管换热器的数值原理 和参数对系统性能的影响的研究。 分析被广泛应用于 评估过程与理想热力学状态时的接近程度。 对吸收式制冷机的 分析不仅能显示， 分析能够被用于 确定 系统各组成部分的 较低效率的部分 ，而且能够 从 没加说明的 传统热力平衡 热量传递过程中存在的大量不可逆损失中 论证 原理的优点 。 最近几年，地源热泵系统的 分析已经得
4、到发展。这些研究集中于建筑供暖模式，少数集中在建筑制冷模式 。本文说的是地源热泵系统的 分析，该系统不仅 供热，还制冷，同时 ， 可得到一个 对三个循环和整个系统的综合性 分析 。此外， 可获得兼顾建筑供热制冷的 地源热泵系统 不同的指数，包括损失，效率，损失率， 损失系数和热力 完善度 。 2. 地源热泵系统的 结构 地源热泵系统在图 1 中画出。系统有三个主要环 路 组成： （ 1）地埋式换热器环路（ 2） 热泵单元环路（ 3）风机盘管环路。它在冬季为建筑供热夏季制冷 。通过四管制管路可以实现供热制冷间的转 换。 3. 地源热泵系统的 分析
5、对于能量系统的 分析，通用的指数是损失，效率， 损失率， 损失系数和热力完善度 。 损失是 一个设备或系统 输入 和输出 的差值。 效率是 要求的 输出相对与消耗的比值。 损失率是设备的损失相对于系统全部损失的比值。损失系数是设备的损失相对于系统的 消耗的比值。 热力 完善度 是 设备或系统 输出相对于输入的比值 ，能够指出 在设备利用能量利用过程中 过程不可逆的影响 。当过程是可逆的， 热力学理想等级等于1。地源热泵循环包括三个特殊的热力学过程：（ 1） 地埋换热器的热量交换，风机盘管，压缩 机和蒸发器（ 2） 压缩机的压缩过程（ 3）膨胀阀的节流过程。 3.1. 热量交换过程的
6、 分析 在传热过程中的 损失率 给出如下： 和 分别 是 传热过程中输入和输出的 流比率的总和， 是在恒定温度 T（ k）下的传热率（ KW） ， Ta 是环境温度。 是当热量 从设备 传递 或由设备传递的积极或消极值。热量 等于 从在 T 和 Ta 间的卡诺热机中获得的功， 因此等于从热量 获得的最大可逆功。 传热过程的 效率 给出如下： （ 2） 是所需 输出， 是传热过程中的 。 换热过程中 损失比率 给出如下： （ 3） &nbs
7、p;是 在换热 过程中 系统 的损失率 。 换热过程 损失系数 给出如下： （ 4） 是系统全部 ， 传热过程的系统能量输入（ KW）。 传热过程热力完善度 给出如下： （ 5） 和 分别 是 传热过程中设备的 的输出和输入。 3.2. 压缩过程的 分析 压缩过程的 损率 给出如下： 和 分别是 通过 压缩机 输入和输出的制冷剂流动的 流率， 是压缩机输入能量。 压缩过程中 效率 给出如下： 是压缩机所需 输出 。 压缩过程的 损失 比 率给出如下： （ 8） 是压缩过程的 损系数 ，给出 如下： （ 9） 压缩过程的热力完善度 给出如下： 3.3. 膨胀过程的 分析 制冷剂流过膨胀阀时在膨胀过程中焓不变。 膨胀过程的 损率 给出如下：
