回收余热的冷热电联供优化研究

针对溴冷机的冷凝热回收提出冷热电联供+换热器回收(方案一)、冷热电联供+热泵回收(方案二)、冷热电联供+换热器(方案三)与热泵结合回收三种方案,与热电联供+电制冷(方案四)相比较.结合混合层次关联分析法从投资回收期、综合热利用率、效率、维护方便性四个指标进行综合评价得出最优方案.根据在不同供冷供热比下对最优结果的影响,进一步对方案二和方案四在不同制冷量下,从综合热效率、效率、单位冷量收益、投资回收期四方面做对比,并得出结论.     

岩土地下换热器热泵系统长期运行状况预测分析

在岩土地下换热器G函数理论的基础上,建立地源热泵热力系统模拟计算模型,提出了基于模型的系统长期运行状况分析方法。以严寒地区为例研究了近三年冬季供暖过程运行状况,模拟分析了地下换热器进、出口流体温度变化规律、热泵机组能效比和系统能耗特性,并与实测结果进行了对比。结果证明了模型及分析方法可行,可为进一步开展更广泛的预测分析提供有效途径。     

地下水源热泵系统运行工况计算方法研究

本文通过研究地下水源热泵计算模型,搭建系统计算平台,通过一算例,输入相关参数计算地下水源热泵系统井侧和用户侧流体温度、热泵机组耗功等数据,为实际工程运行和设计预测提供有效途径及方法,有利于进一步开展地下水热泵系统长年热力性能分析及预测探索性研究.     

地埋管换热器流体温度对系统运行影响研究

本文通过研究地埋管换热器计算模型,搭建地源热泵系统计算平台,通过工程实例,分析地埋管换热器出口流体温度设定对系统换热器长度、埋管内流体温度及热泵耗功量的影响规律,为工程设计和运行预测提供途径,便于进一步开展逐年热力性能分析和前瞻性研究,以利于指导工程实践。     

地埋管长度计算中关键参数的计算方法研究

地埋管换热器是地源热泵系统的核心组件,文中对基于线热源理论的地埋管换热器长度计算中的关键参数计算进行了讨论。将典型气象年数据应用在确定最热月、最冷月和地表面年平均温度上。引入平衡温度的概念,计算建筑物逐时负荷。进而提出由建筑物逐时负荷和水源热泵机组性能拟合曲线,计算地源热泵系统制冷运行系数和制热运行系数的方法。给出热泵机组最高进液温度、最低进液温度、钻孔热阻和土壤热阻等地埋管长度计算关键参数的选取、计算方法。最后提出垂直U形地埋管换热器长度计算步骤。     

地埋管地源热泵系统余冷利用分析

为了给基于地板辐射供冷利用地埋管地源热泵系统余冷提供初步的计算依据,建立了地板辐射供冷传热模型,通过数值求解,给出了理论计算结果,分析了供水温度、室内设计温度、管间距、埋管深度等因素对热流密度的影响。结果表明:基于地板辐射方式利用地埋管换热器地下余冷,能够改善夏季室内舒适度,提升系统能效比,同时在一定程度上减弱地下冷热负荷的不平衡程度。蓄冷量及供冷能力大小,与蓄冷体体积、比热容、供冷初始温度、供冷结束温度及冷耗散有关。地埋管区域的换热性能,受地下水渗流、热扩散率以及地热换热器的构造形式影响较大。     

隧道衬砌换热器地源热泵长期性能数值分析

为研究亚热带地区山岭隧道衬砌换热器地源热泵系统的长期性能,建立制冷模式下隧道衬砌换热器与热泵耦合的瞬态传热三维数值模型,并通过现场热响应试验进行验证.以中国深圳市某隧道工程为依托,计算分析隧道衬砌换热器地源热泵系统持续运行10 a的换热性能.计算结果表明:运行第10年的热交换管最高进、出口温度分别为36.96℃和33.46℃,满足热泵正常工作的温度范围,比第1年都仅提升了0.06℃;运行第10年的地源热泵最低能效比为4.76,满足地源热泵能效比的要求,且相较于第1年,最低能效比仅下降了0.01;系统运行10 a后,隧道围岩温度场的影响深度约为8 m.在山岭隧道洞内通风作用下,隧道衬砌换热器周围的围岩地温场可实现自恢复,山岭隧道衬砌换热器地源热泵系统用于亚热带地区建筑制冷是可行的.     

严寒区域中深层地热井套管换热影响因素分析

中深层同轴套管换热技术通过套管内部流体循环达到提取地下深层地热能的目的.由于换热器出口温度高,是严寒地区建筑物冬季采暖热源的良好选择.通过对同轴套管与源侧岩土体传热过程的分析,基于标准κ-ε模型,采用Simple压力速度求解方法,建立流热固耦合二维非稳态数值传热模型.研究结果表明,由于中国长春冬季寒冷,热泵运行期间,浅部地层温度低于换热器进口流体温度,地面向下3.9 m范围岩土体呈热源漏斗,随着地层深度增加,逐渐转变为热汇漏斗.热泵运行第1周,换热器出口温度及换热量迅速降低,运行1个月后趋于平稳,整个供暖周期内,地埋管出口温度单位时间下降幅度越来越小,出口温度与时间之间的关系呈幂函数形式递减趋势.随着固井水泥导热系数增加,换热量增加,当固井水泥导热系数大于岩土体后趋于稳定.内管导热系数增大,热短路现象严重,换热器出口温度及换热量降低.在热泵机组24 h开启和停止时间之比(启停比)分别为16 h∶8 h、12 h∶12 h和8 h∶16 h时,换热器出口温度和换热量呈不规则变化,但整体呈逐渐降低趋势.热泵停止运行时间越长,源侧岩土体温度恢复越佳,再次开启时出口温度和换热量越大.通过数值模...     

换热器的Yong损失分析

分析了换热器的各项Ｙｏｎｇ损失对换热器的影响,导出了Ｙｏｎｇ损失及Ｙｏｎｇ损系数的计算式,并通过实例计算了给出Ｙｏｎｇ损系数与换热器几何尺寸、热冷热体流速、温度及热负荷之间的关系曲线,为换热器的优化设计提供了依据。     

垂直U型管换热器周围土壤温度场的数值模拟

目的 分析地下U型埋管周围土壤的温度分布情况,了解埋管周围土壤温度随时间的变化规律.方法 在夏季制冷工况下,对地埋管换热器中的单U型管建立了非稳态数学模型,应用数学软件MATLAB中的PDETOOL进行求解,对地埋管周围土壤的温度分布状况进行了模拟.结果 随着热泵的不断运行,埋管周围的温度越来越高,热作用半径越来越大,热泵运行10 h后,热作用半径为0.5m,埋管周围土壤温度最高达26℃.热泵运行2190 h(90 d)后,热作用半径为10 m,埋管周围土壤温度最高达45℃.结论 通过数值模拟,得出了埋管周围土壤温度随着时间的变化规律,热泵不能连续运行,要间歇运行.     

SGCHPS土壤热平衡及系统热量利用

为解决严寒地区建筑物热负荷远大于冷负荷而导致的太阳能-土壤源热泵系统(SGCHPS)供热性能逐年下降、以至于无法使用的问题,提出依靠太阳能季节性土壤蓄热来维持土壤热平衡、提高系统效率的方法.以严寒地区太阳能-土壤源热泵供热供冷示范工程为平台,进行了为期3 a的蓄热、供热、供冷长期实验.实验结果表明:在保证供热供冷效果的基础上,土壤温度呈现日周期和年周期变化,土壤保持了以年为周期的热平衡;太阳能在冬季供热量中占85%;在供冷季同时进行蓄热和供冷的2组土壤换热器(GHE)可根据换热功率分配其比例.土壤蓄热解决了严寒地区建筑物冷热负荷不平衡的问题,使系统能长期高效运行,并实现了全年太阳能的利用,节约了大量的常规能源.     

Research trend of cascade heat pumps

Most commercial and industrial facilities require very low temperatures for refrigeration and high temperatures for space heating and hot water purposes. Single stage heat pumps have not been able to meet these temperature demands and have been characterized by low capacities and coefficient of performance(COP). Cascade heat pump has been developed to overcome the weaknesses of single stage heat pumps. This study reviews recent works done by researchers on cascade heat pumps for refrigeration, heating and hot water generation. Selection of suitable refrigerants to meet the pressure and temperature demands of each stage of the cascade heat pump has been discussed. Optimization of design parameters such as intermediate temperature(low stage condensing and high stage evaporating temperatures), and temperature difference in the cascade heat exchanger for optimum performance of the cascade heat pump has been reviewed. It was found that optimising each design parameter of the cascade heat pump is necessary for maximum system performance and this may improve the exergetic efficiency, especially of cascade refrigeration systems, by about 30.88%. Cascade heat pumps have wider range of application especially for artificial snow production, in the supermarkets,for natural gas liquefaction, in drying clothes and food and as heat recovery system. The performance of cascade heat pumps can be improved by 19% when coupled with other renewable energy sources for various real time applications. Also, there is the need for much research on refrigerant charge amount of cascade heat pumps, refrigerant-refrigerant heat exchangers to be used as cascade heat exchanger, cascade heat pumps for simultaneous cooling, heating and hot water generation and on the use of variable speed compressors and their control strategies in matching system capacity especially at part load conditions.     

直膨式地源热泵单U埋地换热器传热数值模拟

针对直接膨胀式地源热泵单U埋地换热器的传热特性,建立换热器及周围土壤温度场的数学物理模型.模拟计算分析制冷剂进口温度、钻孔几何尺寸与回填材料等因素对单U埋地换热器周围土壤温度的影响.研究结果为合理设计直接膨胀式地源热泵提供了理论参考.     

SGCHPS土壤蓄热供热供冷效果分析

为减少建筑供热供冷能耗,实现严寒地区太阳能-土壤源热泵系统（SGCHPS）对建筑进行长期稳定的供热供冷,提出依靠季节性太阳能土壤蓄热来维持土壤热平衡、提高系统效率的方法.以严寒地区太阳能-土壤源热泵供热供冷示范工程为平台,根据建筑负荷确定系统配置,并选定4种模式交替运行,进行了3年的长期实验.实验结果表明：季节性蓄热S...     

地源热泵系统U型埋地换热器的实验研究与优化分析

在对比几种地源热泵系统U型埋地换热器的理论计算模型的基础上，将短时间步温度反应系数模型应用于某小区办公楼的地源热泵系统，对埋地换热器进行了理论分析，并给出了与实验值对比的结果．结果表明，短时间步温度反应系数模型可以较好地预测埋地换热器的换热性能，为地源热泵系统的设计与优化提供了依据。     

污水源热泵在某工程中的应用

空调冷热源的设计在空调系统中占有至关重要的地位。从某综合楼空调系统冷热源设备选型出发,描述了污水源及污水源热泵的特点,分析了污水源热泵在该工程中的应用,并提出了利用＂污水源＋板式换热器＂替代冷却水塔提供冷却水的方法,从而为污水源热泵的选用和污水源的有效利用提供了理论依据。     

套管式地下换热器传热模型及其特性分析

通过对套管式地下换热器传热过程的分析,在已有套管式地下换热器传热模型基础上,考虑管内流动和传热,提出了集管内流动与土壤导热相耦合的传热分析模型,并利用有限元数值计算方法进行了传热特性的分析。讨论了埋管管径组合和流体流速对流体出口温度及单位埋管换热量的影响。此外,还系统地研究了连续运行模式和可变负荷运行模式的地下传热特性,阐述了地下换热器高效运行的控制策略和影响。     

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。