冰源熱泵與地埋管地源熱泵聯合供暖系統仿真

1 概述

近年來，水源熱泵發展迅速

。對于以地表河流、湖泊等為低溫冷熱源的地表水源熱泵

，過低的取水溫度易導致蒸發器出水溫度過低，甚至無法制熱

。

夏熱冬冷地區供暖期地表水表面凍結情況比較多，冰層下未凍結的近冰點低溫水體蘊含著巨大熱能。低溫水相變制熱技術以過冷水動態制冰法為理論基礎

，提取低溫水與過冷水之間的熱量，為水源熱泵機組提供低溫熱源。這項技術突破了常規水源熱泵的應用局限，擴大了應用范圍，實現了對低溫水熱能的利用。

本文將低溫水相變制熱技術與水源熱泵機組相結合(本文稱為冰源熱泵機組)，采用TRNSYS軟件對冰源熱泵機組與地埋管地源熱泵機組聯合供暖系統(本文稱為聯合供暖系統)的運行特性及能效進行仿真。

2 低溫水相變制熱技術

低溫水相變制熱技術以過冷水動態制冰法為理論基礎

，將常規水源熱泵轉化為可在水源溫度0 ℃以下運行的全工況水源熱泵。系統流程見圖1。低溫水相變制熱系統主要包括過冷水換熱器、超聲波過冷解除裝置、冰水混合物分離裝置等

。對于過冷水換熱器：一個換熱通道與水源熱泵的蒸發器構成供熱循環，循環介質為質量分數15%的乙二醇溶液，將過冷水換熱器從過冷水側獲得的熱量傳遞給水源熱泵。另一個換熱通道與超聲波過冷解除裝置、冰水混合物分離裝置、預熱器等構成低溫熱源循環，提取低溫水制冰釋放的相變潛熱。

冰水混合物分離裝置出口低溫水流經冰晶過濾器，以防止冰晶進入過冷水換熱器發生凍堵?！?br>