地源熱泵機組設計

　　地源熱泵機組的形式比較多，其中商用化最為廣泛的是蒸汽壓縮式熱泵。對于戶式地源熱泵系統，以水-水系統為例，由一個室外機組和多個室內機組組成。該系統可以對每個空調室進行單獨調節，滿足各個空調室的要求，具有較好的節能效果。而變頻戶式地源熱泵空調系統加上獨立的新風系統是一很有發展前景的理想的節能舒適型戶式中央空調系統。因而其優化設計具有極其重要的價值。

　　傳統的制冷系統設計方法是基于經驗加實驗為主。通常經驗設計方法簡便易行，對理論知識和實驗條件等依賴性相對較小。然而經驗設計方法不可避免地具有直接和可靠性低、穩定性差的缺點，只適于產品的初步開發。而基于理論預測的優化設計技術可以有效。最優化方法就是在一切可行方案中選出最優方案的方法。在最優化設計中，表征方案的一切獨立變量為設計變量。最優化方法就是研究如何合理地確定這些變量的方法。而評價方案優劣的指標決定于該方案所選定的設計變量，即該指標為設計變量的函數-目標函數。在系統優化設計中，設計變量的取值常常受到種種條件的限制，即約束條件。

　　變頻戶式地源熱泵機組系統由變頻壓縮機、冷凝器、蒸發器、電子膨脹閥、室內機、制冷劑管路和水泵水管路系統組成。根據制冷系統熱力學理論，利用參數動態分布、相互關聯的方法，建立系統各部件數學模型和運行參數動態方程，組成系統運行參數的方程組，并對該系統進行動態模擬。模擬系統的動態特性，為優化設計提供依據。為滿足空調系統的節能、熱舒適性及制冷制熱好的效果，空調系統的能效比、降(升)溫速率和降(升)溫幅度要達到指標要求。因而在優化設計時，分別選取能效比、降(升)溫速率和降(升)溫幅度為目標函數的多目標優化方法。同時考慮滿足冷凝器和蒸發器結構、面積范圍、迎面風速范圍、系統溫度和壓力變化范圍、水和制冷劑流量范圍、過冷過熱度范圍和室內機數量等約束條件的要求，利用優化方法進行對上述目標多目標優化計算，從而達到針對不同地域的地源熱泵系統的優化設計的目的。

地源熱泵機組　　關于（冷）熱源側水流量，要由最大得熱量和最大釋熱量確定的。埋管中水流速的選取取決于埋管循環流程長度、埋管材料、管徑大小、當地地源條件以及機組的特性要求。一般，如提高水流速度可適當增加換熱系數，強化換熱量，減小換熱面積和換熱管的耗材，但流速太快會增加循環水泵能量消耗。一般可取流速為 0.65-1.5 m/s。具體可當地條件進行優化分析與設計，其優化設計考慮的參數關系如下。

　　復合能耗N = f（長度LLT、埋管材料Ma、管徑D、地源溫度Te，地源熱指標Ke，機組特性Type）

　　在機組選擇上，設定地埋管進水溫度，根據測井測出的進出水溫差推算出地埋管出水溫度，進而確定熱泵機組中工質冬季的蒸發溫度和冷凝溫度。總之，我國幅員遼闊，地處溫帶，在不同地區氣候條件差異很大，其負荷也迥然不同。因此不能照搬國外的技術成果，而要開發適合我國氣候特點的技術。