地温可恢复性对土壤源热泵运行的影响

在地源热泵运行过程中,利用间歇过程,弥补土壤传热慢的缺陷。土壤源热泵间歇运行时间可以改变土壤温度的变化规律,增强传热并实现更佳的热泵运行工况。实验是在冬季运行工况下进行的,着重对间歇运行条件下地温变化趋势进行研究。     

地源热泵系统地下温度场变化及其对系统COP的影响

为了研究竖直地埋管地源热泵系统长期运行过程中系统负荷变化对地下温度场的影响,以及地下温度场对系统运行能效的影响,通过对地源热泵系统运行数据和地温监测数据进行分析,指出系统负荷的累积及波动会对地下温度场产生明显影响,且影响具有滞后性,地下温度场持续变化的同时影响系统COP,最后指出热泵机组间歇运行模式对维持系统高效运行的必要性。     

渗透率和孔隙度对地下水源热泵地温场演化的影响

地下水源热泵系统是利用浅层地温能的一种主要方式,而水文地质条件是决定应用地下水源热泵系统是否合理的主要因素之一,应用数值模拟的方法对地下水源热泵抽水井处地下水温度进行模拟,分析了含水层渗透率和孔隙度对地温场演化的影响。研究结果表明:在抽、灌量和生产井几何参数相同的条件下,含水层渗透率和有效孔隙度对地温场的演化影响并不显著。     

地埋管地源热泵系统地温监测技术试验研究

地埋管地源热泵系统运行过程中换热器需要与土层进行热交换,长期大规模应用在一定程度上会改变地层温度场特征,进而影响热泵系统的运行效率。依托上海市某高校综合研究中心地埋管地源热泵工程开展试验研究,确定地埋管地源热泵系统地温监测点的布设原则及方法,地温监测数据的采集方式、采集频率等,准确完整地获得地源热泵系统运行3年地埋管换热区地温监测数据,并对地埋管地源热泵系统运行对地层温度场影响的程度及范围进行分析。     

地下水源热泵多周期运行特性模拟研究

地下水源热泵运行过程中,如果冬季从地下吸热和夏季放热不平衡,多余的热量(冷量)就会在地下积累,打破原有的地下温度场的平衡,造成地下温度局部升高或降低,对系统的多周期运行非常不利。从热平衡角度考虑,地下水源热泵比较适合应用于冷热均衡的地区。对于冷热失衡的地区,为保证系统能多周期运行,应采取蓄热模式。倒井蓄热运行模式与固定蓄热井运行模式相比,具有供暖期抽水温度高,制冷期抽水温度低的特点在实际运行过程中应优先选用。     

运行时间机制对医院建筑地埋管地源热泵系统的影响

通过DEST软件模拟出医院住院部全年动态负荷情况,分析了医院建筑负荷的特点.建立土壤源热泵系统地埋管换热物理和数学模型,以FLUENT为分析工具,对该建筑的地源热泵系统进行以运行时间为变量的数值计算分析,得到不同运行时间下的地温和管内流体的温度分布规律.以间歇运行时间为变量,得到辅助冷却模式下地温和管内流体的温度分布规律,提出了医院建筑地埋管地源热泵系统的优化运行模式.     

土壤温度场对垂直单U形埋管换热性能的影响分析

针对广州地下50m以内土壤温度场,研究广州地区土壤温度的分布特性和变化规律,建立垂直单U形地埋管地下换热区域温度场的三维稳态和瞬态传热模型,模拟冬季工况下埋管区域土壤温度场的分布情况,分析不同土壤初始温度对地埋管换热器埋管深度的影响。最后,计算某一别墅工程动态负荷,选用GLHEPRO3．0进行为期30年的系统运行模拟,分析地下埋管区域土壤热平衡对埋管换热性能的影响,从而为广州地区推广使用土壤源热泵系统的长期高效运行提供理论参考。     

井结构参数对同井回灌地下水源热泵的影响

建立单一介质承压含水层中定流量同井回灌地下水源热泵地下水换热数学模型,并模拟分析含水层厚度、抽灌段滤管长度及其间距等井结构参数对同井回灌地下水源热泵地下水渗流和换热的影响。     

地源热泵间歇运行方式对地温恢复和机组能效的影响研究

优化地源热泵的运行管理策略,降低土壤热不平衡对地源热泵机组性能的影响,是保证地源热泵机组长期稳定高效运行的重要措施.以天津市某办公楼的地源热泵系统为研究对象,对其多年运行之后的土壤温度变化和系统能效变化进行了模拟分析,分析比较了不同间歇运行方案下得到的土壤温度和热泵机组能效的变化.结果表明,地源热泵机组连续运行30年时,土壤温度受热不平衡的影响,呈逐年波动式上升,前15年上升幅度较大,后15年增幅较缓.地源热泵系统间歇运行将有利于地温的恢复,机组的启停比对地源热泵系统土壤温升的累计影响显著大于运行起止时间对土壤温升的影响.研究结果可为地源热泵系统的运营管理提供重要参考与借鉴.     

基于换热成本的U形地下换热器经济性评估研究

分析地下换热器的埋管方式、钻孔深度、U形管内流体流量及设计进水温度对地下换热器的初投资和热泵运行费用的影响,提出地下换热器单位换热量的换热成本指数的概念,并推导其具体的计算式。利用地下换热器的换热成本指数可以评估不同设计方案的经济性。最后通过计算换热成本指数评估不同设计方案的经济性。     

冬季地埋管周围土壤温度场的模拟与分析

建立冬季工况下垂直u形埋管周围土壤温度场的简化模型,结合现有工程系统测试所得基础数据,利用ANSYS有限元软件进行模拟计算,得到埋管周围土壤的温度场分布。通过分析获得在武汉地区土壤源热泵运行时,埋管周围地温特性沿径向的变化规律以及埋管的热扰动半径。     

钻孔间距和布置形式对地埋管管群传热影响的研究

建立地源热泵管群传热模型,通过数值模拟方法研究钻孔间距和布置形式对管群传热的影响。研究结果表明:钻孔间距增大能够明显减缓管群区域热效率的衰减,叉排布置比顺排布置更优;对于给定数量和钻孔间距的管群,其钻孔布置区域的周长与面积比越大,整个地埋管换热器的效率也就越高。研究结果对于地源热泵地埋管管群的优化设计具有一定的指导意义。     

土壤源热泵岩土温度限值计算方法研究

夏热冬冷地区土壤源热泵在全寿命周期运行过程中,冬夏季土壤吸放热不相等,可能导致大地蓄能失调进而引起系统运行效率下降。而目前关于土壤源热泵系统大地蓄能失调的判定仅停留在冬、夏季负荷比例上的估算,还没有形成一个评价大地蓄能失调的理论计算方法。针对夏热冬冷地区土壤源热泵全寿命周期运行过程中的大地蓄能失调评价方法,提出了以运行费用现值比较为评价参数的土壤源热泵系统的岩土温度限值的理论以及蓄能失调判断依据。     

The Analysis and Simulation on Operating Characteristics of GSHP in Summer

At present, being environmental friendly and with the potential of energy efficiency, ground-source heat pump (GSHP) systems are widely used in the world. The GSHP system can transfer heat stored in the earth into a building during the winter, and transfer heat gained in the building into the earth during the summer. An office building in Shanghai which uses a GSHP system and dual-U-pipe vertical geothermal heat exchangers (GHEs) under the ground is taken as an example in this paper for analysis. Experiments on the operation performance of this GSHP system were carried out. When cooling in summer, the soil temperature increased during the day and decreased at night, and the maximum soil temperature reached 29.5 °C. The maximum heat exchange capacity of one borehole reached 53 W/m and the maximum coefficient of performance (COP) reached 4.2, which shows the GSHP system is quite energy efficient. In addition, design and simulation software for the GSHP system was developed by authors. When putting the corresponding parameters of the GSHP system into the software, the simulated results well match the measured ones.     

U形地埋管地源热泵系统动态性能数值模拟

地源热泵系统全年动态性能模拟对系统方案设计具有重要意义。基于一维非稳态传热数值模型,给出了U形地埋管地源热泵耦合模拟算法。根据建筑逐时负荷、地质情况以及热泵机组性能等条件,耦合模拟方法能够给出长期地温、水温以及系统能耗信息,为方案评估提供依据。与基于解析模型的模拟算法进行了交叉比较,表明数值模型计算准确,计算速度快,具有工程实用性。对某案例进行全年逐时分析,根据模拟结果对钻孔数目及钻孔间距的选择提出相应的建议。     

氨水蓄能土壤源热泵集成系统耦合性能的模拟分析

建立氨水蓄能土壤源热泵集成系统工作过程的动态数学模型,并以北方地区一典型的独立住宅为例,按照全量蓄能策略运行,对集成系统的耦合关系进行初步的数值模拟。结果表明,冬季地埋管换热器内循环液进出口的平均温度越高,夏季越低,地上机组各设备的工作性能越好。模拟结果对进一步研究集成系统间的相互耦合关系和各设备间的设计、匹配、选型等提供一定的基础数据。     

垂直地埋管夏季非连续运行传热相干性数值模拟与研究

通过分析地埋管换热器的传热特性,建立了地源热泵地埋管换热器数学物理模型,利用FLUENT软件对换热器的传热相干性进行了数值模拟,在此基础上,通过对地埋管换热器传热性能实测与夏季非连续运行工况的模拟结果比较,得到不同埋管间距周围的土壤温度沿径向的变化规律及地埋管传热相干性的影响规律。     

土壤源热泵运行前后地温特性实验研究

利用现有土壤源热泵实验设备，进行冬季工况实验，测得热泵运行前后地下埋管的温度分布，并分析土壤温度的分布规律及趋势，为武汉地区土壤源热泵的方案规划、设计、运行和维护管理提供一定的理论依据和基础数据。