哈尔滨商业大学 刘 逸 陈培强 东北石油大学 成庆林 哈尔滨商业大学 许国锋 徐 莹

0 引言

严寒地区单独采用地埋管地源热泵系统很难满足建筑供暖、供冷及生活热水要求[1]。利用太阳能作为地埋管地源热泵系统的辅助热源对建筑进行联合供能是一种比单一热源热泵系统更高效、节能、环保的能源利用模式[2],该耦合系统符合建筑节能需求，进而得到了越来越广泛的关注[3]。与其他供能方式相比，耦合系统有很多优点，但同时也面临一个难题：严寒地区供暖要求远大于供冷要求，且土壤温度偏低，若不采取相关措施，耦合系统长期运行会造成土壤热失衡，进而系统不能长期高效运行[4]。为了更好地满足供能要求，需要对其运行模式进行优化[5]。

针对太阳能-地埋管地源热泵耦合系统的运行模式优化问题，国内外学者主要研究了系统供暖模式优化[6]。目前采用较多的运行模式控制策略优化方法为负荷域法、时间域法和温差控制法[7]。然而控制策略优化过程中存在集热器面积设计过大、系统初投资较高等问题[8]。对耦合系统进行经济性分析可知，初投资过高主要由钻井深度引起[9]。杨泉等人利用数值模拟的方法得出耦合系统供暖模式下集热器面积增加1 m2，可以减少地埋管换热器长度4.09 m[10]。

由于太阳能-地埋管地源热泵耦合系统各主要部件庞大及实验研究成本很高等，对其全年供能性能研究相对较少。研究人员主要对系统供暖模式模拟优化[11]、初投资[12]、适用区域[13]、优化系统数学模型[14]等方面开展了研究。……