推广可再生能源作为空调系统的冷热源，对环境保护与节能具有重要作用。地源热泵作为一种高效、节能、环保的供冷热设备，在我国受到越来越多的关注[1-3]，而且地源热泵在公共建筑领域的应用也已经较为成熟。

力控末端执行器的传感器一般安装于恒力补偿作动部件与工具头之间，其检测反馈信号为恒力补偿作动部件与工具头之间的相互作用力，而非工具头与工件之间的相互作用力，这两者存在一定的差值，并主要受工具头和动力部件重力和惯性力的影响。因此，为提高工具头与工件间作用力的控制精度和响应速度，一方面应研发具有高功率质量比的动力部件，减小运动部件的质量，另一方面应开展工具头和动力部件的重力和惯性力补偿技术研究，其中包括利用多轴加速度计或陀螺仪等反馈信号解算力控末端执行器的姿态和质量力的补偿算法等关键技术。

本文针对天津地区某高校教学楼，对供冷期、供暖期的冷负荷、热负荷进行模拟。采用实测方法，在严寒期某日对热泵机组(采用地下水水源热泵机组，低温热源为在该校开凿的浅层地下水)的制热量、压缩机输入电功率、负荷率、制热性能系数等随测试时间的变化进行实测计算，分析热泵机组制热量的影响因素以及制热性能参数随部分负荷率的变化。

1 工程概况

天津某高校教学楼共6层，首层层高为4.2 m，2～6层层高为3.9 m，总建筑面积为33 070 m2。教学楼分为A、B、C区，各分区的标准层平面布置分别见图1～3。

(4) 岩质边坡因具有不连续节理、软弱结构面、层面等，致使其地震动力特性研究更加复杂，地震在软弱结构面等具有反射和折射现象，使能量发生重新分布，这一作用对岩质边坡的动力响应特征的影响是目前急需研究的一项重要课题。软弱结构面对岩质边坡的受力特征及其动力稳定性具有重要影响，尤其是具有双向软弱结构面时的影响更加复杂，针对不同类型软弱结构面对岩质边坡的地震响应特征及其稳定性的影响规律尚需进一步研究。通常认为具有反倾结构面时边坡的地震稳定性较好，但是，针对均质，含反倾结构面、含顺向结构面和含双向结构面四种类型的边坡的地震动力响应特征的差异尚不明确。

  

图1 分区A标准层平面布置

  

图2 分区B标准层平面布置

  

图3 分区C标准层平面布置

2 建筑负荷模拟及分析

2.1 基础参数

① 围护结构热工性能

推进中医药文化产业发展，对促进中医药事业可持续发展具有重要意义[8-10]。文化的生命力在于传播[11]，可通过广播、宣传栏、宣传牌、会议、报刊杂志和电视网络等途径传播形式多样、科学实用，符合现代健康需求的中医药文化精品，向农民宣传普及中医药知识。另外，充分认识信息资源共享工作的重要性和必要性，建立高效的信息资源交换平台，实现信息交流共享，充分利用信息资源准确把握中药材价格走势、中药材销售情况，了解国内外相关新闻报导、国家政策环境等产业动向。

主要围护结构做法与传热系数见表1。

 

表1 主要围护结构做法与传热系数

  

围护结构做法传热系数/(W·m-2·K-1)屋面40 mm厚水泥砂浆+60 mm厚聚苯板+120 mm厚钢筋混凝土+20 mm厚水泥砂浆0.48外墙50 mm厚岩棉+200 mm厚加气混凝土砌块+100 mm厚页岩烧结多孔砖+50 mm厚岩棉0.56内墙30 mm厚无机保温砂浆+50 mm厚岩棉0.90外窗断桥铝合金窗框+Low-E玻璃2.30

② 室内设计参数

近红外光谱技术在人参定性、定量和在线检测分析中的应用 ……………………………………………… 刘宏群等（13）：1855

各功能房间的室内设计参数见表2。

 

表2 各功能房间的室内设计参数

  

功能房间教室走廊、茶水间休息室夏季空调室内设计温度/℃272825夏季空调室内设计相对湿度/%≤65≤65≤65冬季空调室内设计温度/℃181620冬季空调室内设计相对湿度/%≥50≥50≥50新风量/(m3·h-1·人-1)22030

③ 室内热扰

式中 ρh——热水的密度，kg/m3，取971.8 kg/m3

由于膝关节的构造比较复杂，所以在出现损伤之后膝关节的各个组织都有可能发生撕裂情况，给诊断带来了很大的挑战。随着近些年的医疗技术不断发展，各个领域都取得了很大的进展，以往的骨伤诊断普遍都采用CT检查和X光线这两种方法。就以膝关节损伤为例，采用CT进行诊断可以看到比较全面的骨折状况，如有骨折线、骨折错位和粉损性骨折以及局部软组织损伤都能知晓，但是CT也具有较大的局限性，就是无法获得关节腔的图像，无法知悉里面的具体情况，如果患者的关节腔内残留有骨碎片，比较容易发生漏诊的现象。除此之外，CT对于半月板、肌腱、滑膜和软骨组织等部位的诊断不太准确，不能为临床诊断提供确切的信息。

笔者选用TRNSYS软件，对建筑进行负荷(逐时冷热负荷)模拟。TRNSYS是一款功能强大的动态模拟软件，优点在于软件的开放性、全面性和专业性。通过Simulation Studio(仿真平台)选择气象模块(Weather data)、多区域建筑模块(Building)、时间设定模块(Type14h)、计算器模块(Equa)、打印机输出模块(Type25e)、计算机输出模块(Tppe65d)。建筑负荷计算模型(软件截图)见图4。图中，太阳辐射量模块(Radiation)、空气焓湿量调用模块(Psychrometrics)、有效天空温度模块(Sky temp)为软件自动加载项。

① 供冷期

b.人员的散湿散热量

教学楼的开放时间为7:00—22:00，人员基本都处于办公和学习的静坐状态，均为轻微的劳动程度。按照教学楼的开启时间设定人员密度，7:00—18:00人员密度为0.66人/m2，18:00—22:00人员密度为0.22人/m2。依据《实用供热空调设计手册》(下册)选取教学楼的人体散湿量、散热量，不同室内温度条件下人体的散湿量、散热量见表3，散热量分为显热散热量、潜热散热量。

 

表3 不同室内温度条件下人体的散湿量、散热量

  

室内温度/℃散湿量/(g·h-1·人-1)显热散热量/(W·人-1)潜热散热量/(W·人-1)256167412775585028825355

2.2 负荷计算模型

a.照明设备的散热量

  

图4 建筑负荷计算模型(软件截图)

建筑负荷采用非稳态计算模型[4]，根据建筑围护结构传热系数、围护结构面积、空调室内设计温度、室外逐时温度进行计算，并考虑室内热扰与太阳能得热量(由太阳辐射量模块提供计算数据)。

气象模块(Weather data)调用项目所在地1991—2010年的历史气象数据，得到典型气象年的全年(8 760 h)逐时室外干球温度，并与太阳辐射量模块(Radiation)、有效天空温度模块(Sky temp)及空气焓湿量调用模块(Psychrometrics)建立联系，可得到计算负荷的气象参数。

教育部逐步加强了高等院校在城市化进程中的重要作用。因此，从高等教育资源的合理安排入手，紧密结合经济社会发展与高等教育的发展进程，将高等教育作为中小城市尤其是县城发展的重要引擎。小城市高校建设不仅投资少，而且成本相对较低，在人口素质的提高，经济发展的促进上作用重大。在城市化进程中，高等教育资源由特大城市向中小城市尤其是县城甚至中心城镇的流动，对新型城镇化和高等教育的发展具有重要的战略意义。

Φw=ρgqgcp(te,i-te,o)

时间设定模块(Type14h)按照教学楼的开放时间进行了模拟时间的设定。计算器模块(Equa)根据多区域建筑模块(Building)输出的建筑负荷以及时间设定模块(Type14h)对模拟时间的设定，计算出设定时间对应的建筑负荷。打印机输出模块Type25e、计算机输出模块Tppe65d可分别实现计算结果的打印输出、计算机屏幕显示输出以及电子文件形式的输出。

我凭啥吃你一刀子？我和三妮真的没那事，你为啥非要往自己头上扣屎盆子？你肯定是受了别人的指使。想把我这个村长搞下去。有人给你钱了是不是？

2.3 负荷模拟结果

教学楼内的照明设备主要满足师生办公、学习的照明要求，根据该教学楼内选用的照明设备类型，照明设备的散热量指标为15 W/m2。照明的开启时间按照教学楼的开放时间而定。

供冷期为6月15日至9月15日，对应的起止时间为3 960～6 192 h。暑假为7月2日至8月11日，对应起止时间为4 368～5 352 h，这段时间不供冷。

关于修饰函数的选择，在进行多次仿真试验后，选用仿真效果较为良好的指数函数(eau-1)作为修饰函数，系统的结构见图1。

② 供暖期

供暖期为当年11月15日至次年3月15日，当年11月15日至12月31日对应的时间为7 632～8 760 h，1月1日至3月15日对应的时间为1～1 776 h。寒假为1月20日至3月1日，对应的时间为469～ 1 440 h，这段时间不供暖。

③ 模拟结果

Φw——供暖期从地下水吸收的热流量，kW

3 设备选型与性能参数测试方法

3.1 冷热源设备选型

选取热泵机组作为空调系统冷热源，低温热源为在该校开凿的浅层地下水，地下水温度全年基本维持在18 ℃左右，经换热器与地下水换热后的低温水作为热泵机组的低温冷热源。根据建筑负荷模拟结果对热泵机组进行选型，选取两台热泵机组，单台制冷能力为2 058 kW，输入电功率为332.8 kW；单台制热能力为1 980 kW，输入电功率为489.5 kW。

3.2 性能参数与计算方法

笔者选取供暖期，采用实测方法，对负荷率变化对热泵机组性能(性能参数为热泵机组制热性能系数)的影响进行研究。

制热性能系数I的计算式为：

 

式中 I——制热性能系数

Φh——制热量，kW

P——压缩机输入电功率，kW

制热量Φh的计算式为：

Φh=ρhqhcp(tc,o-tc,i)

教学楼主要功能为学生上课、教师办公，经分析，主要热扰为照明设备散热量、人员散湿散热量。

qh——用户侧热水流量，m3/s

cp——水的比定压热容，kJ/(kg·K)，取4.18 kJ/(kg·K)

负反转构造的构造发育及演化为烃类聚集创造了理想的地质条件。如在盆地的初期发育，因伸展断层充分利用了原来的逆断层，其强烈倾滑作用可为富含有机质的湖相油源岩沉积提供理想的条件。桩西潜山周边的孤北、埕北、黄河口等凹陷，生油能力巨大，油气资源极为丰富。盆地内曾遭风化剥蚀、淋滤的各种基岩断块储层因强烈扭动形成各种各样的潜山断块。主断块往往受先逆后正的断层控制，它紧邻生油洼陷，是形成古潜山油气藏的最佳地带，拉张期后有效泥岩盖层又披覆其上，有利于形成以潜山为主的复式油气藏［10-12］。

tc,o——冷凝器出水温度，℃

tc,i——冷凝器进水温度，℃

为验证测试结果的准确性，对热泵机组热平衡率进行实测计算，热泵机组热平衡率γ的计算式为：

东晋时，有个人在橘子成熟时，选了三百枚，送给远方的朋友，并附了一封简短的信：奉橘三百枚。由于还未到霜降，未能多采摘。写信人是大名鼎鼎的东晋书法家王羲之。

 

(1)

式中 γ——热泵机组热平衡率

在不考虑供冷期中暑假供冷、供暖期中寒假供暖，以及考虑教学楼开启时间的前提下，由模拟结果可以得到，最大冷负荷为3 281 kW，最大热负荷为2 293 kW。

供暖期从地下水所吸收的热流量Φw的计算式为：

多区域建筑模块(Building)负责建立建筑模型、计算建筑负荷。多区域建筑模块(Building)调用TRNBuild，建立多区域(以房间功能为依据进行热区域的划分)建筑模型。对于围护结构的热工性能，既可以调用软件中自带的围护结构传热系数，也可以自定义，本次模拟采用了自定义方式(即采用表1中数据)。在计算建筑负荷时，调用气象模块(Weather data)提供的气象参数，并根据前述内容对建筑模型中不同功能房间进行室内设计参数、室内热扰的设置。

(2)

式中 ρg——低温水密度，kg/m3，取999.7 kg/m3

杀人偿命意味着杀人者的生命被剥夺，而罪犯基于对死亡的恐惧，可能会放弃实施犯罪，所以说死刑制度的威慑作用是其他方式不可比拟的。

qg——低温水流量，m3/s

te,i——蒸发器进水温度，℃

te,o——蒸发器出水温度，℃

3.3 测试时间与测试方案

测试时间：2015年12月25日至2016年1月15日，共22 d，每日测试时间为8:00—17:30，每隔0.5 h记录1组数据。测试参数为：用户侧热水流量、低温水流量、冷凝器进出水温度、蒸发器进出水温度、压缩机输入电功率。测试方式：流量采用安装在冷凝器、蒸发器出水管道上的超声波流量计进行测量；温度由埋设在冷凝器进出水管、蒸发器进出水管保温层中的热电偶测得；压缩机输入电功率由电功率表读取。

4 测试结果与分析

4.1 热泵机组热平衡率

根据测试数据，由式(1)、(2)可计算得到，2015年12月25日至2016年1月15日的热泵机组热平衡率变化范围为1.0%～5.0%。这说明测试精度比较高，测试结果可信。本文选取2016年1月5日8:00—17:30的测试数据进行分析。

4.2 热泵机组性能分析

2016年1月5日8:00—17:30热泵机组制热量随测试时间的变化见图5。

  

图5 2016年1月5日8:00—17:30热泵机组制热量随测试时间的变化

由于1月5日课程安排并不集中，在实际运行中，空调系统仅开启了1台热泵机组。由图5可知，实测热泵机组最大制热量为1 610 kW，负荷率为84%。

测试阶段热泵机组制热量随末端空调装置开启情况变化明显。第1次明显变化出现在9:30，热泵机组制热量出现下降，此时为上午第1节课的结束时间，部分教室接下来没有课程安排，末端空调装置被关闭，从而导致热泵机组制热量在此时出现明显下降。在10:30，随着部分教室开课，热泵机组制热量再次提高，直到11:30课程结束，制热量开始下降。由于午间部分教室仍有学生自习，因此热泵机组制热量保持基本不变。13:30部分教室开课，热泵机组制热量有小幅上升。随着14:30课程结束，热泵机组制热量再次下降。随后，随着大多数教室课程的结束，热泵机组制热量继续下降。

根据2015年12月25日至2016年1月15日的测试数据，对不同负荷率下热泵机组平均制热性能系数进行计算，见表4。由表4可知，负荷率在50%～80%时，热泵机组的制热性能系数维持在比较高的范围内，未出现较大的波动。负荷率为70%时，热泵机组的制热性能系数达到最大值5.18。当负荷率在50%以下时，热泵机组的制热性能系数出现了较大幅度的下降。这种变化趋势与文献[5-6]的研究结果基本一致。

“一个项目解决的将是12个村的产业发展和村集体增收问题，项目建成后，每个村每年有望增加10万元左右的村集体收入。”张志坚说，“我们整合了清流县多个贫困村扶贫资金，集体投入、集中经营、集中管理，将实现村财政共同增收，带动林畲乡贫困户就业创业，推动当地现代农业和乡村旅游的发展。”

这时候，兔妈妈正巧回家了。她把狐狸赶跑后，追上老母猪，怒不可遏地痛斥：“你这个老而不尊的东西，良心坏透了，居然见死不救，幸亏还是老邻居！”

 

表4 不同负荷率下热泵机组平均制热性能系数

  

负荷率/%制热性能系数352.70453.50504.00554.30604.60655.00705.18754.98804.77

5 结论

采用TRNSYS软件，对天津地区某高校教学楼供冷期、供暖期的冷负荷、热负荷进行模拟计算。采用地下水水源热泵机组作为冷热源，根据冷热负荷对热泵机组进行选型。选取严寒期某日，对热泵机组制热量、压缩机输入电功率、负荷率、制热性能系数等随测试时间的变化进行实测计算，分析热泵机组制热量的影响因素以及制热性能参数随部分负荷率的变化。热泵机组制热量随末端空调装置开启情况变化明显。负荷率为50%～80%时，热泵机组的制热性能系数维持在比较高的水平，未出现较大的波动。负荷率为70%时，热泵机组的制热性能系数达到最大值5.18。当负荷率在50%以下时，热泵机组的制热性能系数出现了较大幅度下降。

参考文献：

[1] 龚宇烈，赵军，李新国. 地源热泵在美国工程应用及其发展[C]// 2001年全国热泵和空调技术交流会议论文集. 北京：中国建筑工业出版社，2001：249-253.

[2] 周亚素，张旭. 土壤源热泵系统的研究现状与发展前景[J]. 新能源，1999，21(12)：37-42.

[3] 邢秀强，王海英. 海水源、地源热泵在青岛应用的可行性[J]. 煤气与热力，2007，27(7)：69-72.

[4] 孙德宇. 空调负荷计算方法及软件比对分析研究(硕士学位论文)[D]. 北京：中国建筑科学研究院，2011：69-74.

[5] 魏波，马良栋，张吉礼. 部分负荷下冷冻水变流量对水源热泵机组性能影响分析[J]. 建筑热能通风空调，2012，31(1)：1-5.

[6] 吴华根，彭学院，邢子文. 部分负荷工况下螺杆制冷压缩机特性试验研究[J]. 机械工程学报，2004，40(7)：195-198.