Zeitschrift für angewandten Maschinenbau

Abstrakt

Neue Steuerungsstrategie für ein hybrides Erdwärmepumpensystem, das an einen Kühlturm mit geschlossenem Kreislauf gekoppelt ist

Zoi Sagia und Constantinos Rakopoulos

Hybride Erdwärmepumpensysteme (HGSHPSs), die Kühltürme umfassen, werden häufig eingesetzt, um die Effizienz von Erdwärmepumpensystemen (GSHPSs) in kühlungsdominierten Anwendungen zu verbessern. Ein griechisches Bürogebäude mit einer Gesamtkühlfläche von 1000 m2 wird untersucht. Das gesamte System wird mithilfe von TRNSYS 17 modelliert. Der Systembetrieb wird mithilfe von TRNOPT 17 optimiert, um die maximale Kühllast während der Nettokühlperiode, wenn keine Heizlast auftritt, durch Minimieren der Tiefe der Erdwärmetauscher (GHEs) zu erreichen . Drei Steuerungsstrategien, die auf der kontinuierlichen Beobachtung kritischer Temperaturen beruhen, werden auf das optimierte System angewendet. Jede Strategie versucht, den Betrieb der HGSHPS durch Minimieren des Stromverbrauchs weiter zu optimieren. Bei der ersten wird der Kühlturm eingeschaltet, wenn die Differenz zwischen der Flüssigkeitstemperatur, die die Wärmepumpen verlässt, und der Feuchtkugeltemperatur der Umgebungsluft 10 °C übersteigt. Bei der zweiten wird der Kühlturm eingeschaltet, wenn die Flüssigkeitstemperatur, die die GHEs verlässt, über 28 °C liegt. Im dritten wird der Kühlturm in Betrieb genommen, wenn die Flüssigkeitstemperatur, die die Wärmepumpen verlässt, über 32 °C liegt. Jeder dieser Kontrollpunkte wird durch die Flüssigkeitstemperatur normalisiert, die die heiße Seite des Wärmetauschers verlässt, der zwischen dem Erdkreislauf und dem geschlossenen Kühlturmkreislauf liegt. Die neuen Sollwerte definieren drei neue Kontrollstrategien, die untersucht werden, um eine weitere Verbesserung des Betriebs des HGSHPS zu erreichen.