考虑参数随机特征的地源热泵换热器可靠性设计

分析了地源热泵换热器设计参数的随机影响因素。结合工程实例,在考虑总负荷及单位管长换热量变异系数的基础上,计算得到了具有一定系统可靠度的埋管管长,并讨论了设计参数变异性对管长计算结果的影响程度。     

土壤源热泵地下岩土热物性测试研究

采用自行设计开发的地源热泵地下岩土热物性测试平台,试验模拟了地源热泵地埋管换热器冬夏季取放热实际运行工况,以某具体地源热泵工程项目为例,推算出该地区地下岩土的综合导热系数,体积热容等热物性参数,分析了地埋管换热器与周围土壤之间的换热状况,确定了该地区地源热泵系统地埋管换热器冬夏季工况下的实际单位延米换热量,为该地区地源热泵系统的设计施工提供了依据。     

土壤源热泵地下换热器热阻模型的对比分析

本文基于经典的线源理论和圆柱源理论,求解了土壤源热泵地下换热器的各项热阻。结合热阻概念,建立热平衡方程求解了单位深度换热量。分析了系统运行时间、管内水流速、回填材料导热系数、冬夏季进口水温和岩土类型对热阻和单位深度换热量的影响,为地源热泵系统的优化设计提供参考。     

灌注桩基埋管换热性能测试与对比分析

以江苏省昆山市地源热泵桩基一体化工程为研究对象,通过传统地埋管换热器与能量桩桩埋管换热器的换热试验对比,分别对传统并联双U垂直地埋管、并联双U灌注桩基埋管和并联双螺旋灌注桩基埋管等形式的换热器进行换热性能测试,得出3种埋管形式的平均换热量、单位管长平均换热量和单位埋管深平均换热量等因素的比对结果,并通过数据得出并联双U灌装桩基埋管换热器和并联双螺旋灌装桩基埋管换热器的每延米换热量分别是传统地埋管换热器的近2.5倍和5倍。     

地源热泵设计中两个重要参数的实验研究

在地源热泵系统设计时,地埋管换热器进口水温和管内流速对换热量有着非常重要的影响.热响应实验以单口地埋井为实验对象,通过改变换热器内介质的流速及进口温度,得到了单位管长换热量,为地埋井深度的设计提供参考.     

土壤-海水源热泵供暖实验研究

搭建了土壤-海水源现场实验台,进行了供暖实验。结果表明,沙层土壤温度越高,则机组进水温度也越高,单位管长换热量也就越大,热泵系统COP也就越大;实验工况下,单位管长换热量平均值为38.2W/m,热泵系统COP平均值为1.8;浅层海底沙层土壤温度恢复能力较强,盘管换热器对周围土壤热环境影响较小。     

浅层地埋管热交换器换热能力分析

采用自主研发的浅层地下岩土热物性测试平台,通过模拟冬夏季取放热实际运行工况,对不同工况下地源热泵地埋管热交换器的换热能力进行了实际测试,分析了地埋管换热器与周围地下岩土之间的换热状况,确定了该地区地源热泵系统地埋管换热器冬夏季工况下的实际单位延米换热量。同时,根据测试数据推算出了该地区地下岩土的综合导热系数,体积热容等热物性参数,为该地区地源热泵系统的模拟分析以及设计施工提供了依据。     

土壤源热泵空调系统的设计应用

本文介绍了北京野生动物救护繁育中心土壤源热泵空调技术的设计应用。重点论述了土壤源热泵空调工程的设计步骤和方法,在实践中通过勘探井的实测数据来确定地下竖直埋管换热系统的换热量及埋管数量,并对钻井、完井及地下换热器的安装技术进行了探讨。     

渗流对地源热泵土壤温度场及换热量的影响

针对地源热泵长期运行时土壤热失衡导致热泵效率降低的问题,探究地下水渗流(以下简称渗流)以及热泵周期性运行对周围土壤温度场与热泵效率的影响。建立长宽均为40 m,深度为140 m的土壤区域,在土壤区域中打9个120 m深的钻孔,钻孔中心间距为5 m,且按照3×3的方阵排布,在钻孔中埋入深度为120 m的双U型地埋管。基于Feflow数值模拟软件的三维瞬态热渗耦合传热模型,通过土壤热响应实验验证,确定Feflow软件仿真模拟得出的结果准确可靠。在此基础上,分析不存在渗流、存在渗流、改变渗流速度(1×10~(-4)m/s、2. 4×10~(-6)m/s、2. 1×10~(-7)m/s)以及改变渗流层厚度(5 m、10 m、15 m)对地源热泵在供暖工况下120 d连续运行带来的影响,分析地源热泵系统按照1 a中供暖运行120 d,间歇90 d,制冷运行90 d,再间歇60 d的周期性运行模式,运行10 a后对地下土壤温度场以及地埋管单位管长换热量的影响。结果表明:存在渗流且渗流速度大于1×10-7m/s数量级时有利于地埋管周围土壤温度恢复;相对于无渗流条件,渗流层位于38～42 m且渗流速度为2. 4×10~(-6)m/s时,供暖工况下连续运行120 d后的地埋管单位管长换热量提高54%;渗流速度对地埋管单位管长换热量影响明显,渗流速度越大,地埋管单位管长换热量越多;渗流速度不变时,地埋管单位管长换热量随着渗流层厚度的增加而增加,且渗流层厚度每增加5 m,在供暖工况连续运行120 d后,地埋管单位管长换热量增加2 W/m;周期性运行模式下,有渗流与无渗流条件下土壤均没有明显的冷、热量积累,但有渗流条件更利于提高地埋管单位管长换热量。文末附有有渗流与无渗流工况下土壤温度场动态展示的视频,可扫二维码观看。     

桩基螺旋管换热器数值模拟研究

建立了二维轴对称模型,利用数值模拟的方法研究了桩基螺旋埋管换热器的瞬态导热情况。模拟得到了夏季和冬季运行工况下的温度场和换热量。计算结果表明,系统运行初期,由于螺旋管内水温与周围土壤的温差较大,因此换热速率较大;随着系统的运行,螺旋管周围土壤的温度升高(或降低),管壁与土壤的温差迅速降低,因此每米管长的换热量也随之降低。夏季的单位管长换热量在数值上一直大于冬季。如果在高层建筑内使用空调的面积比例较大,桩基螺旋埋管换热器只能满足部分空调负荷。     

水平埋管换热器地热源热泵实验研究及传热模型

介绍了于1998年所建成的埋深分别为0.9m和1.8m的双层水平埋管地热源热泵系统，内容包括实验装置、换热器几何尺寸、测试仪表及测试数据的处理方法等，并用典型日分析了该系统的制冷和制热性能。同时，又对影响地热源热泵系统性能的诸多因素中的埋管尺寸及热泵运行方案等因素作了分析。另外，本文参考VC.Mei传热模型并根据热传导方程建立了水平埋管换热器传热模型。     

地源热泵地下埋管换热器系统形式及设计计算

本文介绍了地源热泵地下埋管换热器系统形式及设计计算中的有关问题,其中包括埋管方式、埋管深度、地下埋管系统的环路形式、埋管材料、埋管间距、埋管系统的管径选择及水力和热力计算等问题。     

土壤源热泵桩基埋管换热器的研究进展

近年来,作为可再生能源领域中一种新型的热泵组合形式,桩基埋管型土壤源热泵得到了广泛应用。总结归纳了桩基埋管换热器在国内外建筑领域的研究现状,包括其原理、结构、传热模型、数值模拟、试验研究等方面,特别是对该系统试验研究中,传热规律特性、地下土壤温度场及影响桩埋管传热因素等方面进行了阐述。     

中深层套管式地埋管换热器换热性能模拟研究

建立套管式地埋管换热器数值模型,采用FLUENT对制热工况下套管式地埋管换热器的换热性能进行模拟,研究运停比、岩土热导率、地温梯度等因素对单位钻孔深度换热量的影响.岩土热导率为2.5 W/(m·K),地温梯度为0.03℃/m条件下:不同运停比的单位钻孔深度换热量均随时间推移而下降.相同供暖期,单位钻孔深度换热量由大到小...     

渗流条件下地埋管换热器传热特性研究

基于有渗流工况下地埋管管群的有限长线热源模型,通过Matlab软件模拟计算了深度为50 m平面处的地下温度场,根据地下温度场的温度分布,分析了布管方式,运行年限,孔隙率对地埋管管群传热效果的影响。研究表明:在物性参数,地埋管布管区域及地埋管总数不变的情况下,将地埋管等间距布置在布管区域内最有利于地源热泵系统的运行。地埋管布管区域冷热量累积效应在初始阶段较为明显,随着运行年限的增加,冷热量累积将在某一时刻达到动态平衡,此后将不随时间的增加而继续累积。对于冬夏季冷热负荷不平衡地区,孔隙率越大的区域越有利于地源热泵系统的运行。     

土壤源热泵系统的设计

结合工程实例,介绍了土壤源热泵系统的设计方法。探讨了埋管换热器的设计,主要包括钻孔的设计计算及平面布置,埋管的管材选择、管径计算,埋管换热器侧循环泵的选型方法。     

水平地埋管冬季土壤温度场及换热性能研究

以土壤源热泵水平地埋管为研究对象,建立了水平地埋管的二维数学模型,采用边界离散、保形变换方法对模型进行求解,采用VB编制了水平地埋管及其周围土壤温度场计算软件。运用模型和软件,模拟冬季工况下,水平地埋管及其周围土壤温度场和热流量分布情况。冬季水平地埋管周围土壤温度纵向呈不对称单峰状分布,横向呈完全对称的单峰状分布。地埋管外土壤沿与地埋管同圆心的圆周上温度呈正弦曲线分布。随着位置远离地埋管,土壤温度变化幅度减小。地埋管上部热流量较高,下部热流量较低。给定工况下水平地埋管单位管长换热量模拟值与实验值比较,误差为6.2%,可靠性较高。     

地源热泵中央空调系统地埋管施工技术

近几年,我国地源热泵中央空调系统建设发展迅速,基本上以每年20%～25%的速度在增长,该技术具有显著节能、舒适环保、零空气污染、安全、性能稳定、清洁、使用灵活、经济有效等特点。为节约用地,地源热泵空调地埋管系统常设置在建筑物基础底板下。因此,垂直地埋管管井、地埋管、水平地埋管组成的整个地埋管系统全部位于基础底板以下。底板施工后,地埋管系统无法观察,成为永久性工程。本文重点探讨了地埋管施工技术方面的问题。     

地埋管地源热泵制热性能测试与分析

理论分析地埋管地源热泵相比空气源热泵的节能率。结合工程实例,对地埋管地源热泵地埋管换热器进出水温度、冷凝器进出水温度、热泵机组日能效比、供暖期能效比进行了实测计算。在测试期,地埋管换热器进出水温度、冷凝器进出水温度均在正常范围内波动。日能效比基本不随室外温度的变化而波动,说明热泵机组的制热性能比较稳定。供暖期能效比为3.05,说明该项目地源热泵的制热性能比较理想。