Resumen

El problema de la acumulación de frío puede degradar el rendimiento de las bombas de calor. Este artículo presenta el diseño y la optimización de un sistema de almacenamiento asistido por energía solar para resolver este problema. Se estableció un proyecto de bomba de calor geotérmica (GSHP) utilizando el programa de simulación de sistemas transitorios (TRNSYS) basado en un modelo teórico de intercambio de calor geotérmico, que se validó mediante un experimento previamente establecido en Pekín. Las regiones de Pekín, Harbin y Zhengzhou se utilizaron en las simulaciones numéricas para representar tres ciudades típicas en las que los edificios requieren calefacción (una región fría, una región de frío intenso y una región de verano cálido e invierno frío, respectivamente). El funcionamiento del sistema se simuló durante periodos de diez años. Los resultados de la simulación mostraron que las eficiencias de desequilibrio en las regiones de Pekín, Harbin y Zhengzhou son del 55%, 79% y 38%, respectivamente. La temperatura media anual del suelo disminuye 7,3 °C, 11,0 °C y 5,3 °C durante diez años de funcionamiento convencional de la GSHP en las regiones de Pekín, Harbin y Zhengzhou, respectivamente. Debido al descenso de la temperatura del suelo, los valores mínimos del coeficiente de rendimiento de calefacción (COP) disminuyen en un 23%, 46% y 11% durante los diez años de funcionamiento de la GSHP en estas tres regiones, respectivamente. Además, los datos de la simulación muestran que la temperatura del suelo seguiría disminuyendo si se basara en el método anterior de cálculo del área de energía solar. Los parámetros de diseño, como el tamaño del colector solar, se optimizan para la carga del edificio y la temperatura media del suelo en varias regiones frías. El funcionamiento a largo plazo pondrá a prueba el índice de adaptación del sistema de compensación con el sistema GSHP convencional. Una vez optimizado el sistema, el aumento de la superficie del colector solar del 20% en la región de Pekín, del 25% en la región de Harbin y del 15% en la región de Zhengzhou podría ayudar a mantener el equilibrio de la temperatura media anual del suelo. El sistema optimizado podría mantener un COP medio anual más alto debido a la temperatura constante del suelo. Proporciona un método para el diseño de un área de colectores solares que debe determinarse en el sistema de bomba de calor geotérmica solar con almacenamiento de calor estacional.

• Materias:Energía solar Termodinámica Fotoquímica Fotocatálisis Efecto fotoeléctrico
• Subjects:Solar energy Thermodynamics Photochemistry Photocatalysis Photoelectric effect
• Palabras claves:regiones de zhengzhou, pekín, harbin, años, temperatura media anual del suelo, balance de la temperatura media anual del suelo, bomba de calor geotérmica, mayor cop media anual, método anterior de cálculo de la superficie de energía solar, aumenta la superficie de colectores solares
• Keywords:zhengzhou regions, beijing, harbin, years, annual average soil temperature, annual average soil temperature balance, ground source heat pump, higher annual average cop, previous solar energy area calculation method, solar collector area increases