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Leistungsanalyse des mittel-tiefen Erdwärme-Pumpsystems mit Kopplung von Solarenergie, Windenergie und Wärmespeicherung basierend auf TRNSYS

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Abstract

Das mittel-tiefe Erdwärme-Pumpsystem als kohlenstoffarme Heizungstechnologie bietet technische Unterstützung bei der Erreichung der "Doppel-Kohlenstoff"-Ziele. Langfristiger Betrieb des mittel-tiefen Erdwärme-Pumpsystems führt jedoch zu einer Senkung der Bodentemperatur in der Umgebung, wodurch die Effizienz des Erdwärmetauschers verringert wird. Zur Lösung dieses Problems wurde ein mittel-tiefes Erdwärme-Pumpsystem basierend auf der Kopplung von Solarenergie, Windenergie und Wärmespeichersystem (kurz Kopplungssystem) vorgeschlagen und ein Simulationsmodell auf der TRNSYS-Plattform (Programm für zeitliche Systemsimulationen) erstellt, mit einer Simulation über einen Zeitraum von 20 Jahren und einem Vergleich mit herkömmlichen Systemen. Studien zeigen, dass die durchschnittliche Bodentemperatur im Kopplungssystem bei 41 ~ 42 ℃ gehalten wird, der jährliche durchschnittliche Systemwirkungsgrad und der jährliche durchschnittliche Wirkungsgrad der Wärmepumpe erreichen 4,38 beziehungsweise 6,05 und übertreffen das mittel-tiefe Erdwärme-Pumpsystem in Effizienz, Stromverbrauch und Stabilität. Darüber hinaus erzeugt das Kopplungssystem jährlich einen Nettostrom von 15,18 MWh über den Eigenverbrauch hinaus, was die Betriebskosten senkt und wirtschaftliche Vorteile bringt. Die Forschungsergebnisse können als Referenz für die Parametrierung von multimodalen Erdwärme-Pumpsystemen dienen.

Keywords

Mittel-tiefes Erdwärme-Pumpsystem; Bodenwärmebilanz; Kopplung Solarenergie - Windenergie - Wärmespeicherung; kohlenstoffarme Heizungstechnologie

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