《油气与新能源》

文章标题:基于 TRNSYS 的太阳能 - 风电 - 蓄热耦合的中深层地源热泵系统性能分析

文章作者:张琳琳 1 ,陈俊 1 ,袁天昊 1 ,靳方誉 2 ,李坤 1 ,刘永强 1
关 键 字:中深层地源热泵;土壤热平衡;太阳能 - 风电 - 蓄热耦合;低碳供暖技术
文章摘要:
中深层地源热泵系统作为低碳供暖技术,对于实现“双碳”目标具有技术支撑作用。然而,中深层地源热泵长期运行会导致周边土壤温度降低,进而减弱地埋管换热器的能效。为解决这一问题,提出一种基于太阳能、风电和蓄热系统耦合的中深层地源热泵系统(简称耦合系统),并在TRNSYS(瞬时系统模拟程序)平台构建其仿真模型,以 20 a 为周期进行运行模拟,并与传统的中深层地源热泵系统进行对比。研究表明,耦合系统的平均土壤温度保持在 41 ~ 42 ℃,年平均系统能效比和年平均热泵机组能效比分别达到 4.38 和 6.05,在系统能效、功耗和稳定性等方面的表现均优于中深层地源热泵系统。此外,耦合系统年均发电量除满足自身能耗需求,还可产生15.18 MW·h 的净电量,不仅降低运营成本,还可产生经济效益。研究成果可为多能互补的地源热泵系统参数设计提供参考。