跨季节空气-土壤蓄热式热泵系统运行特性分析

为解决严寒和寒冷地区单供暖土壤源热泵系统长期运行出现的土壤温度逐年降低问题，在充分利用现有设备的基础上，新增蓄热系统，与原系统结合使用，形成跨季节空气-土壤蓄热式热泵系统，包括直接蓄热和间接蓄热2种类型。以石家庄某单供暖住宅楼为例，利用TRNSYS软件建立跨季节空气-土壤蓄热式热泵系统仿真模型，并利用实测数据对模型进行验证。通过正交试验得到蓄热式热泵系统以总费用为评价指标时的最优方案，分析系统在最优方案下连续运行10年时的性能。结果表明：在土壤温度为10.6℃时，设置直接蓄热系统后土壤平均温度上升为15.2℃,土壤热平衡率为80.7%;在土壤温度为8.3℃时，设置间接+直接蓄热系统后土壤平均温度上升为15.5℃,土壤热平衡率为84.8%;与燃气锅炉相比，直接蓄热式热泵系统、直接+间接蓄热式热泵系统分别可节约供暖费用223.20万元和191.12万元，与燃煤锅炉相比，蓄热式热泵系统的环境效益显著。