張宇+黃巧玲+賴振彬

【摘要】本文通過分析地源熱泵系統(tǒng)的組成，分別建立了地源熱泵系統(tǒng)的三個組成環(huán)路的數(shù)學(xué)模型：地下埋管換熱器環(huán)路模型、熱泵機組環(huán)路模型、末端水環(huán)路模型。通過質(zhì)量守恒、能量守恒和動量守恒關(guān)系，利用MATLAB-SIMULINK模塊，搭建整個系統(tǒng)的動態(tài)仿真模型。

【關(guān)鍵詞】地源熱泵;仿真模型;動態(tài)仿真

Simulation study of ground source heat pump hot water system

Zhang Yu1，2，Huang Qiao-ling1，2，Lai Zhen-bin1，2

（1.Guizhou Province Building Research and Testing CenterGuiyangGuizhou550000;

2.Scientific Research and Design Institute of Guizhou building constructionGuiyangGuizhou550000）

【Abstract】Through the analysis of the ground source heat pump components， we set up a ground source heat pump composed of three loops ： Underground heat exchanger loop， loop heat pump units， the end of the water loop mathematical model. Adoption of conservation equation of mass， energy and momentum conservation equation， it structures the system dynamic simulation model with MATLAB-SIMULINK module and GUI visualization interface design.

【Key words】Ground source heat pump;Simulation model;Dynamic simulation

1. 前言

（1）近年來，由于能源危機的產(chǎn)生，以及對環(huán)保的重視，使得對地源熱泵的研究越來越普遍。合理地建立地源熱泵的模型，是研究地源熱泵的運行特性和合理匹配熱泵各部件使其達到最佳運行特性的一個重要環(huán)節(jié)。本文將建立地源熱泵系統(tǒng)的各環(huán)路數(shù)學(xué)模型，通過質(zhì)量守恒，能量守恒和動量守恒關(guān)系，在MATLAB-SIMULINK環(huán)境下建立系統(tǒng)的仿真模型。輸入地源熱泵系統(tǒng)的初始參數(shù)，計算出對應(yīng)配置下相應(yīng)的參數(shù)，輸出系統(tǒng)的冷凝溫度，蒸發(fā)溫度和室內(nèi)溫度的變化曲線，從而達到動態(tài)仿真的目的。本文只對冬季工況進行仿真。其冬季工況的系統(tǒng)示意圖如圖1。

圖1地源熱泵系統(tǒng)示意圖

（2）系統(tǒng)由三個環(huán)路組成，分別是地下埋管換熱器環(huán)路、熱泵機組環(huán)路、末端水環(huán)路，如圖1所示。用地下埋管換熱器回收土壤的低位熱源，蒸發(fā)器中的制冷劑吸收土壤的熱量開始蒸發(fā)，制冷劑經(jīng)過壓縮機變成高溫高壓的氣體，再經(jīng)過冷凝器，跟冷凝器中的冷凝水換熱，冷凝器中的冷凝水吸收致冷劑的熱量后溫度上升，熱水就供給用戶。而制冷劑再經(jīng)過膨脹閥變成低溫低壓的液體流入蒸發(fā)器，這就完成了一個工作循環(huán)。

2. 地源熱泵系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

2.1地下埋管換熱器數(shù)學(xué)模型。

包括地下循環(huán)水與土壤之間的傳熱。假設(shè)土壤的溫度是恒定不變的，設(shè)地下循環(huán)水與土壤恒溫層有一定厚度進行傳熱，從而可簡化為一個簡單的溫差傳熱過程，可用對數(shù)平均溫差計算。傳熱方程數(shù)學(xué)表達式如公式（1）：

mecp（teo-tei） ? =kgfg ?teo-teiln tg-tei tg-te0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

式中

me——蒸發(fā)器水側(cè)循環(huán)流量，Kg/s;

cp——水的比熱，k J/（Kg·k）;

te0——蒸發(fā)器出口循環(huán)水溫度，℃ ;

tei ——蒸發(fā)器進口循環(huán)水溫度，℃;

tg——地下土壤平均換熱溫度，℃;

kg ——地下傳熱系數(shù)，W/（ ?m2·k）;

fg ——地下?lián)Q熱器總面積， ;

2.2熱泵機組環(huán)路數(shù)學(xué)模型;

2.2.1蒸發(fā)器和冷凝器數(shù)學(xué)模型。

與壓縮機和膨脹閥相比，冷凝器和蒸發(fā)器的模型和模擬方法更為復(fù)雜，涉及到的輸入和輸出參數(shù)也更多。根據(jù)模擬方法的不同，換熱器的模型一般分為穩(wěn)態(tài)模型和動態(tài)模型。在蒸發(fā)器和冷凝器中，工質(zhì)的焓降應(yīng)等于工質(zhì)與循環(huán)水間的傳熱，也等于循環(huán)水進出口的內(nèi)能增量。其傳熱方程數(shù)學(xué)表達式如公式（2）和公式（3）：

mecp（ teo-tei） ?=kefe teo-teiln teo-te tei-te =m（h2-h1） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

mccp（ tco-tci） ?=kcfc tco-tciln tc-tci tc-tco =m（h3-h4） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）

式中

m——工質(zhì)流量，Kg/s;

mc ——冷凝器水側(cè)循環(huán)水流量，Kg/s;

tci——冷凝器進口循環(huán)水溫度，℃;

tco ——冷凝器出口循環(huán)水溫度，℃ ;

ke ——蒸發(fā)器總傳熱系數(shù)，W/（ m2·k）;

fe ——蒸發(fā)器的換熱面積，m2

kc ——冷凝器的總傳熱系數(shù)，W/（m2 ·k）

fc ——冷凝器的換熱面積，m2 。

2.2.2壓縮機數(shù)學(xué)模型。

目前常用的壓縮機建模方法有效率法、圖形法等。效率法是一種相對簡單的方法，即將壓縮機中復(fù)雜的流動與傳熱過程簡化為一些經(jīng)驗公式來計算壓縮機的效率，如容積效率、指示效率、摩擦效率等。圖形法是根據(jù)廠家提供的壓縮機性能曲線進行回歸的建模方法，適用于某一型號的壓縮機在特定工況下的性能。本文采用圖形法建模，通過具體壓縮機樣本提供的工況數(shù)據(jù)擬合出關(guān)聯(lián)的輸氣系數(shù)表達式。選用單螺桿壓縮機，忽略氣缸壁與外部空氣間的熱交換，可得以下表達式如公式（4）和公式（5）：

VR=ηVH ? ? ? ? ? ? ? ? ? （4）

m= VR/3600vs ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （5）

式中：

VR ?——實際輸氣量， /h;

VH ? ——理論輸氣量， /h;

vs——壓縮機進口工質(zhì)的比容，m3 /Kg;

η——輸氣效率;

2.3末端環(huán)路數(shù)學(xué)模型。

2.3.1假設(shè)房間溫度變化引起的對室外的傳熱在瞬間達到穩(wěn)定，忽略管路的沿程損失，可得傳熱方程數(shù)學(xué)表達式如公式（6）和公式（7）：

mccp（ tco-tci） ?=khfh（ti-t0） ? ? ? ? ? ? ? ? ?（6）

mccp（ tco-tci） ?==kpfp tco-tciln tco-ti tci-ti ? ? ? ? ? ? ? ? ? （7）

式中

ti ? ——室內(nèi)溫度，℃;

t0 ? ——室外溫度，℃;

kh ——房間的總傳熱系數(shù)，W/（ m2·k）;

fh——房間的總換熱面積，m2 ;

kp ——風(fēng)機盤管與室內(nèi)空氣的總傳熱系數(shù)，W/（m2 ·k）;

fp——風(fēng)機盤管與室內(nèi)空氣的總換熱面積，m2 。

建立好各個子系統(tǒng)的仿真模型后，把各個子系統(tǒng)封裝起來。但實現(xiàn)仿真還需要有輸入信號。本文用室外溫度來作為仿真的輸入信號，因為室外溫度是在不停的變化，所以用變正弦波信號來模擬它的變化。則地源熱泵系統(tǒng)仿真可以實現(xiàn)，其主程序如圖2。

2.3.2在進行地源熱泵的仿真時，其系統(tǒng)調(diào)用過程如下：

（1）對房間進行試算，在仿真程序內(nèi)設(shè)置房間初始參數(shù)（房間空調(diào)面積，傳熱系數(shù)等）。自熱泵機組開啟時刻起，輸人室外溫度變化擾量，調(diào)用冷凝器子程序，計算得到室內(nèi)溫度和冷凝器進口循環(huán)水溫度。

圖5室內(nèi)溫度變化曲線

圖6蒸發(fā)溫度變化曲線

（2）對冷凝器進行試算，設(shè)置冷凝器結(jié)構(gòu)參數(shù)，冷凝器水側(cè)流量，調(diào)用房間和壓縮機子程序，獲得工質(zhì)流量，冷凝器進口循環(huán)水溫度。計算得到冷凝器的冷凝溫度，冷凝器出口循環(huán)水溫度。

（3）對蒸發(fā)器進行試算，設(shè)置蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)參數(shù)，蒸發(fā)器水側(cè)流量，調(diào)用地下和壓縮機子程序，獲得工質(zhì)流量，蒸發(fā)器出口循環(huán)水溫度。計算得到蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度以及蒸發(fā)器進口循環(huán)水溫度。

（4）對壓縮機進行試算，設(shè)置壓縮機結(jié)構(gòu)參數(shù)，調(diào)用房間子程序，獲得工質(zhì)流量。

（5）對地下埋管換熱器進行試算，設(shè)置埋管換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)，調(diào)用蒸發(fā)器子程序，獲得蒸發(fā)器出口循環(huán)水溫度。

（6）最后再調(diào)用冷凝器，蒸發(fā)器及壓縮機子程序，最終獲得冷凝溫度，蒸發(fā)溫度的變化情況以及工質(zhì)流量（見圖4～圖7）。

圖7冷凝溫度變化曲線

2.3.3從仿真結(jié)果來看，跟實際情況基本相符。當(dāng)室外溫度在一3℃至3℃波動變化時，它的室內(nèi)溫度、冷凝溫度和蒸發(fā)溫度都在相應(yīng)的范圍內(nèi)變化。

（1） 室內(nèi)溫度的初始值為9℃，在運行過程中很快達到設(shè)定溫度20℃，并在其附近小幅度波動，變化曲線如圖4。

（2） 蒸發(fā)溫度在5℃到15℃之間變化，它的曲線表明了隨著室外溫度的升高蒸發(fā)溫度也相應(yīng)的有所增加。它受室外溫度的影響比較大，所以上升曲線比較陡，比冷凝溫度上升得快，變化曲線如圖6。

（3） 冷凝溫度在40℃到55℃之間變化，它的曲線上升得相當(dāng)有規(guī)律，類似于一條直線，但上升的過程中又有不規(guī)則的波動。曲線表明了室外溫度在小范圍內(nèi)波動的時候冷凝溫度受它的影響比較緩慢，上升曲線比較平緩，變化曲線如圖7。

2.3.4仿真的結(jié)果驗證了仿真能夠很好地調(diào)節(jié)室內(nèi)換熱量，從而保證了正常的室內(nèi)設(shè)定溫度。從仿真結(jié)果可以得出以下結(jié)論：

（1） 地源熱泵系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立理論充分，符合實際情況，具有一定的推廣作用。

（2） 地源熱泵的仿真模型采用智能控制，失真度較小。

（3） 由于數(shù)學(xué)模型的相對簡化以及合理的一些假設(shè)，對仿真結(jié)果有影響。

（4）可以加入一些忽略的影響因素，使地源熱泵仿真模型更貼近實際情況。

參考文獻

[1]丁國良，張春路著. 制冷空調(diào)裝置仿真與優(yōu)化[M]. 科學(xué)出版社，2001.

[2]徐偉，郎四維.地源熱泵技術(shù)指南[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[3]曲云霞. 地源熱泵系統(tǒng)模型與仿真[D]. 西安建筑科技大學(xué)博士學(xué)位論文，2004.06.

[4]王勝賢，秦萍. 地源熱泵系統(tǒng)的動態(tài)仿真模型研究[D]. 西南交通大學(xué)機械工程學(xué)院2006.06.

式中

m——工質(zhì)流量，Kg/s;

mc ——冷凝器水側(cè)循環(huán)水流量，Kg/s;

tci——冷凝器進口循環(huán)水溫度，℃;

tco ——冷凝器出口循環(huán)水溫度，℃ ;

ke ——蒸發(fā)器總傳熱系數(shù)，W/（ m2·k）;

fe ——蒸發(fā)器的換熱面積，m2

kc ——冷凝器的總傳熱系數(shù)，W/（m2 ·k）

fc ——冷凝器的換熱面積，m2 。

2.2.2壓縮機數(shù)學(xué)模型。

目前常用的壓縮機建模方法有效率法、圖形法等。效率法是一種相對簡單的方法，即將壓縮機中復(fù)雜的流動與傳熱過程簡化為一些經(jīng)驗公式來計算壓縮機的效率，如容積效率、指示效率、摩擦效率等。圖形法是根據(jù)廠家提供的壓縮機性能曲線進行回歸的建模方法，適用于某一型號的壓縮機在特定工況下的性能。本文采用圖形法建模，通過具體壓縮機樣本提供的工況數(shù)據(jù)擬合出關(guān)聯(lián)的輸氣系數(shù)表達式。選用單螺桿壓縮機，忽略氣缸壁與外部空氣間的熱交換，可得以下表達式如公式（4）和公式（5）：

VR=ηVH ? ? ? ? ? ? ? ? ? （4）

m= VR/3600vs ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （5）

式中：

VR ?——實際輸氣量， /h;

VH ? ——理論輸氣量， /h;

vs——壓縮機進口工質(zhì)的比容，m3 /Kg;

η——輸氣效率;

2.3末端環(huán)路數(shù)學(xué)模型。

2.3.1假設(shè)房間溫度變化引起的對室外的傳熱在瞬間達到穩(wěn)定，忽略管路的沿程損失，可得傳熱方程數(shù)學(xué)表達式如公式（6）和公式（7）：

mccp（ tco-tci） ?=khfh（ti-t0） ? ? ? ? ? ? ? ? ?（6）

mccp（ tco-tci） ?==kpfp tco-tciln tco-ti tci-ti ? ? ? ? ? ? ? ? ? （7）

式中

ti ? ——室內(nèi)溫度，℃;

t0 ? ——室外溫度，℃;

kh ——房間的總傳熱系數(shù)，W/（ m2·k）;

fh——房間的總換熱面積，m2 ;

kp ——風(fēng)機盤管與室內(nèi)空氣的總傳熱系數(shù)，W/（m2 ·k）;

fp——風(fēng)機盤管與室內(nèi)空氣的總換熱面積，m2 。

建立好各個子系統(tǒng)的仿真模型后，把各個子系統(tǒng)封裝起來。但實現(xiàn)仿真還需要有輸入信號。本文用室外溫度來作為仿真的輸入信號，因為室外溫度是在不停的變化，所以用變正弦波信號來模擬它的變化。則地源熱泵系統(tǒng)仿真可以實現(xiàn)，其主程序如圖2。

2.3.2在進行地源熱泵的仿真時，其系統(tǒng)調(diào)用過程如下：

（1）對房間進行試算，在仿真程序內(nèi)設(shè)置房間初始參數(shù)（房間空調(diào)面積，傳熱系數(shù)等）。自熱泵機組開啟時刻起，輸人室外溫度變化擾量，調(diào)用冷凝器子程序，計算得到室內(nèi)溫度和冷凝器進口循環(huán)水溫度。

圖5室內(nèi)溫度變化曲線

圖6蒸發(fā)溫度變化曲線

（2）對冷凝器進行試算，設(shè)置冷凝器結(jié)構(gòu)參數(shù)，冷凝器水側(cè)流量，調(diào)用房間和壓縮機子程序，獲得工質(zhì)流量，冷凝器進口循環(huán)水溫度。計算得到冷凝器的冷凝溫度，冷凝器出口循環(huán)水溫度。

（3）對蒸發(fā)器進行試算，設(shè)置蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)參數(shù)，蒸發(fā)器水側(cè)流量，調(diào)用地下和壓縮機子程序，獲得工質(zhì)流量，蒸發(fā)器出口循環(huán)水溫度。計算得到蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度以及蒸發(fā)器進口循環(huán)水溫度。

（4）對壓縮機進行試算，設(shè)置壓縮機結(jié)構(gòu)參數(shù)，調(diào)用房間子程序，獲得工質(zhì)流量。

（5）對地下埋管換熱器進行試算，設(shè)置埋管換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)，調(diào)用蒸發(fā)器子程序，獲得蒸發(fā)器出口循環(huán)水溫度。

（6）最后再調(diào)用冷凝器，蒸發(fā)器及壓縮機子程序，最終獲得冷凝溫度，蒸發(fā)溫度的變化情況以及工質(zhì)流量（見圖4～圖7）。

圖7冷凝溫度變化曲線

2.3.3從仿真結(jié)果來看，跟實際情況基本相符。當(dāng)室外溫度在一3℃至3℃波動變化時，它的室內(nèi)溫度、冷凝溫度和蒸發(fā)溫度都在相應(yīng)的范圍內(nèi)變化。

（1） 室內(nèi)溫度的初始值為9℃，在運行過程中很快達到設(shè)定溫度20℃，并在其附近小幅度波動，變化曲線如圖4。

（2） 蒸發(fā)溫度在5℃到15℃之間變化，它的曲線表明了隨著室外溫度的升高蒸發(fā)溫度也相應(yīng)的有所增加。它受室外溫度的影響比較大，所以上升曲線比較陡，比冷凝溫度上升得快，變化曲線如圖6。

（3） 冷凝溫度在40℃到55℃之間變化，它的曲線上升得相當(dāng)有規(guī)律，類似于一條直線，但上升的過程中又有不規(guī)則的波動。曲線表明了室外溫度在小范圍內(nèi)波動的時候冷凝溫度受它的影響比較緩慢，上升曲線比較平緩，變化曲線如圖7。

2.3.4仿真的結(jié)果驗證了仿真能夠很好地調(diào)節(jié)室內(nèi)換熱量，從而保證了正常的室內(nèi)設(shè)定溫度。從仿真結(jié)果可以得出以下結(jié)論：

（1） 地源熱泵系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立理論充分，符合實際情況，具有一定的推廣作用。

（2） 地源熱泵的仿真模型采用智能控制，失真度較小。

（3） 由于數(shù)學(xué)模型的相對簡化以及合理的一些假設(shè)，對仿真結(jié)果有影響。

（4）可以加入一些忽略的影響因素，使地源熱泵仿真模型更貼近實際情況。

參考文獻

[1]丁國良，張春路著. 制冷空調(diào)裝置仿真與優(yōu)化[M]. 科學(xué)出版社，2001.

[2]徐偉，郎四維.地源熱泵技術(shù)指南[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[3]曲云霞. 地源熱泵系統(tǒng)模型與仿真[D]. 西安建筑科技大學(xué)博士學(xué)位論文，2004.06.

[4]王勝賢，秦萍. 地源熱泵系統(tǒng)的動態(tài)仿真模型研究[D]. 西南交通大學(xué)機械工程學(xué)院2006.06.

式中

m——工質(zhì)流量，Kg/s;

mc ——冷凝器水側(cè)循環(huán)水流量，Kg/s;

tci——冷凝器進口循環(huán)水溫度，℃;

tco ——冷凝器出口循環(huán)水溫度，℃ ;

ke ——蒸發(fā)器總傳熱系數(shù)，W/（ m2·k）;

fe ——蒸發(fā)器的換熱面積，m2

kc ——冷凝器的總傳熱系數(shù)，W/（m2 ·k）

fc ——冷凝器的換熱面積，m2 。

2.2.2壓縮機數(shù)學(xué)模型。

目前常用的壓縮機建模方法有效率法、圖形法等。效率法是一種相對簡單的方法，即將壓縮機中復(fù)雜的流動與傳熱過程簡化為一些經(jīng)驗公式來計算壓縮機的效率，如容積效率、指示效率、摩擦效率等。圖形法是根據(jù)廠家提供的壓縮機性能曲線進行回歸的建模方法，適用于某一型號的壓縮機在特定工況下的性能。本文采用圖形法建模，通過具體壓縮機樣本提供的工況數(shù)據(jù)擬合出關(guān)聯(lián)的輸氣系數(shù)表達式。選用單螺桿壓縮機，忽略氣缸壁與外部空氣間的熱交換，可得以下表達式如公式（4）和公式（5）：

VR=ηVH ? ? ? ? ? ? ? ? ? （4）

m= VR/3600vs ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （5）

式中：

VR ?——實際輸氣量， /h;

VH ? ——理論輸氣量， /h;

vs——壓縮機進口工質(zhì)的比容，m3 /Kg;

η——輸氣效率;

2.3末端環(huán)路數(shù)學(xué)模型。

2.3.1假設(shè)房間溫度變化引起的對室外的傳熱在瞬間達到穩(wěn)定，忽略管路的沿程損失，可得傳熱方程數(shù)學(xué)表達式如公式（6）和公式（7）：

mccp（ tco-tci） ?=khfh（ti-t0） ? ? ? ? ? ? ? ? ?（6）

mccp（ tco-tci） ?==kpfp tco-tciln tco-ti tci-ti ? ? ? ? ? ? ? ? ? （7）

式中

ti ? ——室內(nèi)溫度，℃;

t0 ? ——室外溫度，℃;

kh ——房間的總傳熱系數(shù)，W/（ m2·k）;

fh——房間的總換熱面積，m2 ;

kp ——風(fēng)機盤管與室內(nèi)空氣的總傳熱系數(shù)，W/（m2 ·k）;

fp——風(fēng)機盤管與室內(nèi)空氣的總換熱面積，m2 。

建立好各個子系統(tǒng)的仿真模型后，把各個子系統(tǒng)封裝起來。但實現(xiàn)仿真還需要有輸入信號。本文用室外溫度來作為仿真的輸入信號，因為室外溫度是在不停的變化，所以用變正弦波信號來模擬它的變化。則地源熱泵系統(tǒng)仿真可以實現(xiàn)，其主程序如圖2。

2.3.2在進行地源熱泵的仿真時，其系統(tǒng)調(diào)用過程如下：

（1）對房間進行試算，在仿真程序內(nèi)設(shè)置房間初始參數(shù)（房間空調(diào)面積，傳熱系數(shù)等）。自熱泵機組開啟時刻起，輸人室外溫度變化擾量，調(diào)用冷凝器子程序，計算得到室內(nèi)溫度和冷凝器進口循環(huán)水溫度。

圖5室內(nèi)溫度變化曲線

圖6蒸發(fā)溫度變化曲線

（2）對冷凝器進行試算，設(shè)置冷凝器結(jié)構(gòu)參數(shù)，冷凝器水側(cè)流量，調(diào)用房間和壓縮機子程序，獲得工質(zhì)流量，冷凝器進口循環(huán)水溫度。計算得到冷凝器的冷凝溫度，冷凝器出口循環(huán)水溫度。

（3）對蒸發(fā)器進行試算，設(shè)置蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)參數(shù)，蒸發(fā)器水側(cè)流量，調(diào)用地下和壓縮機子程序，獲得工質(zhì)流量，蒸發(fā)器出口循環(huán)水溫度。計算得到蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度以及蒸發(fā)器進口循環(huán)水溫度。

（4）對壓縮機進行試算，設(shè)置壓縮機結(jié)構(gòu)參數(shù)，調(diào)用房間子程序，獲得工質(zhì)流量。

（5）對地下埋管換熱器進行試算，設(shè)置埋管換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)，調(diào)用蒸發(fā)器子程序，獲得蒸發(fā)器出口循環(huán)水溫度。

（6）最后再調(diào)用冷凝器，蒸發(fā)器及壓縮機子程序，最終獲得冷凝溫度，蒸發(fā)溫度的變化情況以及工質(zhì)流量（見圖4～圖7）。

圖7冷凝溫度變化曲線

2.3.3從仿真結(jié)果來看，跟實際情況基本相符。當(dāng)室外溫度在一3℃至3℃波動變化時，它的室內(nèi)溫度、冷凝溫度和蒸發(fā)溫度都在相應(yīng)的范圍內(nèi)變化。

（1） 室內(nèi)溫度的初始值為9℃，在運行過程中很快達到設(shè)定溫度20℃，并在其附近小幅度波動，變化曲線如圖4。

（2） 蒸發(fā)溫度在5℃到15℃之間變化，它的曲線表明了隨著室外溫度的升高蒸發(fā)溫度也相應(yīng)的有所增加。它受室外溫度的影響比較大，所以上升曲線比較陡，比冷凝溫度上升得快，變化曲線如圖6。

（3） 冷凝溫度在40℃到55℃之間變化，它的曲線上升得相當(dāng)有規(guī)律，類似于一條直線，但上升的過程中又有不規(guī)則的波動。曲線表明了室外溫度在小范圍內(nèi)波動的時候冷凝溫度受它的影響比較緩慢，上升曲線比較平緩，變化曲線如圖7。

2.3.4仿真的結(jié)果驗證了仿真能夠很好地調(diào)節(jié)室內(nèi)換熱量，從而保證了正常的室內(nèi)設(shè)定溫度。從仿真結(jié)果可以得出以下結(jié)論：

（1） 地源熱泵系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立理論充分，符合實際情況，具有一定的推廣作用。

（2） 地源熱泵的仿真模型采用智能控制，失真度較小。

（3） 由于數(shù)學(xué)模型的相對簡化以及合理的一些假設(shè)，對仿真結(jié)果有影響。

（4）可以加入一些忽略的影響因素，使地源熱泵仿真模型更貼近實際情況。

參考文獻

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