地源热泵系统长期稳定性及运行策略案例研究

北京某住宅小区设有412个钻孔埋管换热器,自2014年冬季开始采用地源热泵系统为小区内的高层住宅和联排别墅供暖制冷。至2020年11月,埋管区域的地温已从最初的14.78℃降至13.00℃,而且系统在冬季的稳定运行也存在一定风险。该文整理此系统2014—2020年的运行数据,对地源端供回水温度、冷热负荷及系统运行效率进行分析。在利用单孔3-D有限元模型获得土层综合热物性参数后,基于所建立的群孔2-D有限元模型,结合系统冷热负荷特征及地源端换热能力,综合考虑地温变化、运行中的停机状况、地源端供水温度及系统取/排热量等几个方面,对系统的长期稳定性进行评估和预测。结合小区复合供暖系统的特点,对3种运行策略(冬季停机1个季度、增大夏季用量和冬季采用燃气锅炉调峰)进行比较,结果表明采用燃气锅炉调峰是目前最合适的应对地温降低和冬季运行不稳定的措施。