応用機械工学ジャーナル

概要

閉回路冷却塔と結合したハイブリッド地中熱ヒートポンプシステムの新しい制御戦略

ゾイ・サギアとコンスタンティノス・ラコプロス

冷却塔を含むハイブリッド地中熱ヒートポンプシステム (HGSHPS) は、冷却が主用途の地中熱ヒートポンプシステム (GSHPS) の効率を改善するために広く使用されています。冷却対象面積が合計 1000 m2 のギリシャのオフィスビルが調査対象です。システム全体は、TRNSYS 17 を使用してモデル化されています。システムの動作は、地中熱交換器(GHE) の深さを最小限に抑えることで、加熱負荷が発生しない正味冷却期間中に最大冷却負荷を満たすように TRNOPT 17 を使用して最適化されています。臨界温度の継続的な観察に基づく 3 つの制御戦略が、最適化されたシステムに適用されます。各戦略は、電力消費を最小限に抑えることで、HGSHPS の動作をさらに最適化しようとします。最初の戦略では、ヒートポンプを出る流体の温度と周囲空気の湿球温度の差が 10°C を超えると、冷却塔がオンになります。2 番目の戦略では、GHE を出る流体の温度が 28°C を超えると、冷却塔がオンになります。 3 つ目は、ヒート ポンプから排出される流体の温度が 32°C を超えると、冷却塔が作動し始めるというものです。これらの各制御ポイントは、グラウンド ループと閉回路冷却塔ループの間にある熱交換器の高温側から排出される流体の温度によって標準化されます。新しい設定ポイントは、HGSHPS の動作をさらに改善するために検討される 3 つの新しい制御戦略を定義します。