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分区串并联式SGCHPSS组合系统容量匹配与运行优化研究

         

摘要

为获得较高的取热温差与换热效率,提高系统综合性能,本文提出了一种将地埋管群分区串并联的SGCHPSS组合系统.基于TRNSYS-18建立了分区串并联式SGCHPSS组合系统的物理模型,利用该模型模拟研究了在不同串并联分区面积、 不同蓄热量的情况下,系统综合性能,得到串联区与并联区面积比为1:4,蓄热量为3:2时,系统具有最佳的综合性能.以该设计建立分区串并联式SGCHPSS组合系统数学模型,选取太阳能集热面积、 蓄热水箱容积、 地源热泵容量作为系统的容量匹配优化变量,选择太阳能集热器启停温差、 地埋管群蓄热温差、 热泵启停温差作为系统的运行优化变量,根据我国建筑热工分区与太阳能资源分区选取典型城市,基于遗传算法基本原理,以分区串并联式SGCHPSS组合系统全生命周期内成本最低为目标函数,通过MATLAB软件的遗传算法工具箱,对各典型城市的容量匹配与运行优化进行了优化计算.容量匹配优化结果表明,在太阳能极丰富的地区不适用太阳能跨季节蓄热,建议采用短期蓄热,可节约18%的费用.分区串并联式SGCHPSS组合系统在寒冷地区采用最低推荐太阳能保证率经济性最佳.运行优化结果表明,各地的管群最佳蓄热温差在5~8°C之间.在乌鲁木齐以外的地区,若蓄热水箱温度低于采暖设计供水温度,推荐直接开启地源热泵以满足用户需求.

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