题目

22.夏热冬冷地区某上壤源热泵空调系统,同时配置有辅助冷却塔,已知:设计工况下,机组制冷和制热的性能系数均为5.0,且夏季-|||-空调负荷为3000kW,冬季供热负荷为2100kW,要求地埋管系统容量按照冬季供暖负荷设计,问:冷却塔夏季设计工况时的排热负荷-|||-(kW),最接近下列何项?(注:设计工况下,地埋管冬、夏季单位管长换热量按相等考虑)(分数:4.00)-|||-A.900-|||-B.1320-|||-C.1920 √-|||-D.3600

题目解答

答案

解析

本题考查土壤源热泵系统在不同季节的负荷分配与冷却塔排热计算。关键点在于：

  1. 热泵性能系数（COP）的应用：制冷和制热时的COP分别对应能量转换关系。
  2. 地埋管系统容量的确定：冬季按供暖负荷设计，需计算地埋管实际提供的热量。
  3. 夏季排热分配：总排热量由地埋管和冷却塔共同承担，需根据地埋管设计容量计算冷却塔负荷。

步骤1：确定地埋管冬季设计容量

  • 冬季制热过程：热泵从地埋管吸收热量 $Q_s$，通过压缩机做功 $W$，输出供暖负荷 $Q_h = 2100\ \text{kW}$。
  • COP关系：$COP_H = \frac{Q_h}{W} = 5 \implies W = \frac{Q_h}{5} = 420\ \text{kW}$。
  • 地埋管供热量：$Q_s = Q_h - W = 2100 - 420 = 1680\ \text{kW}$。

步骤2：计算夏季总排热量

  • 夏季制冷过程：热泵吸收空调负荷 $Q_c = 3000\ \text{kW}$，压缩机做功 $W = \frac{Q_c}{COP_C} = \frac{3000}{5} = 600\ \text{kW}$。
  • 总排热量：$Q_h = Q_c + W = 3000 + 600 = 3600\ \text{kW}$。

步骤3：分配排热负荷

  • 地埋管夏季排热：设计容量为冬季地埋管供热量 $1680\ \text{kW}$。
  • 冷却塔排热：$3600 - 1680 = 1920\ \text{kW}$。