冷却塔式复合地源热泵系统控制方法探讨

在夏热冬冷地区,传统式单独运行的地埋管式地源热泵在夏季对土壤的蓄热量大于在冬季的取热量,常年运行会造成土壤热失衡及热泵机组运行效率降低的情况。冷却塔式复合地源热泵系统可利用冷却塔辅助散热,通过分析其组成结构、工作原理和分类特点,确认控制温差和调节冷却塔运行时间等方法可改善热泵运行的工作效率,保持地埋管附近土壤的热平衡,同时在降低热泵机组初投资、运行维护费用,以及减少占地面积等方面优势明显。     

冷却塔辅助冷却地源热泵技术经济分析

由于土壤温度的全年温度变化特性，地源热泵比空气源热泵具有更高的COP。但是当建筑以冷负荷为主时，若完全依靠地源热泵来供冷，则地下埋管换热器和热泵机组的初投资均比较高，热泵系统的循环效率也较低。采用辅助冷却复合地源热泵系统，可有效降低系统投资，提高系统的运行节能效果。在部分负荷时，完全依靠地源热泵供冷，在峰值负荷或冷负荷较大时，启用辅助冷却装置，使辅助冷却装置和地源热泵机组联合运行。分析表明，采用冷却塔辅助冷却复合地源热泵系统在系统初投资和运行费用方面都具有一定的优势。     

复合式土壤源热泵地埋管换热器性能影响因素

以配置冷却塔的复合式土壤源热泵为研究对象,建立了地埋管换热器简化计算模型。分析了地埋管换热器管内水流量、进水温度、土壤初始温度、地埋管连接形式对其性能的影响。探讨了地埋管换热器与冷却塔的联合工作特性。     

南京地区部分空调负荷设计土壤源热泵U形垂直地埋管的研究

根据南京地区空调负荷的特点介绍了南京地区土壤源热泵部分负荷设计地下垂直U形地埋管的可行性，改善土壤与U形管换热的情况，平衡冬夏季大地的得热与失热情况。介绍了地埋管与辅助冷却塔联合运行的方式，并将不同空调负荷设计U形地埋管时的初投资与地埋管占地面积进行了比较，得出在南京地区根据夏季空调最大负荷的50％～60％设计U形地下垂直埋管，并根据空调运行方式选择合理的辅助冷却塔容量匹配与运行方式是合理的。     

水环热泵空调系统在夏热冬暖地区应用经济分析

本文以广州市某大厦的水环热泵空调系统为例，对夏热冬暖地区采用水环热泵的初投资和运行能耗进行分析，为设计提供参考。结果表明，与相同制冷量的冷却塔冷却水的集中制冷系统相比，本工程水环热泵主要设备的初投资高0．29万元／冷吨(设备容量)，年运行耗电量高11．7万kWh，在夏热冬暖地区使用水环热泵并不利用其节能的优点。开发冷却水处理技术与设备，在保证冷却水水质的前提下，使用开式冷却塔给水源热泵直接供冷冻水，可减少系统的运行能耗。     

空气——土壤双源热泵系统在我国北方地区的应用

土壤热不平衡是制约地埋管地源热泵在北方地区长期可靠运行的关键问题。耦合空气源补热器的复合地埋管地源热泵系统可充分利用土壤源和空气源的优势,从根本上解决该问题,满足用户供暖、供冷和供生活热水需求。空气源补热器从高温空气中取热,可运行于直接补热、结合热泵机组补热、结合热泵机组供暖和结合热泵机组供生活热水4种模式,通过增加补热和减少取热两方面维持土壤热量平衡。以TRNSYS为平台搭建系统模型,分析了该系统的长期运行特性及其在哈尔滨、长春、沈阳等不同地区的适用性。结果表明:该系统可较好地维持土壤热平衡;机组供暖COP为3.26~3.83,相对燃煤锅炉+分体空调系统节能率为24%~34%;系统初投资低,新增空气源补热器初投资仅占2%~3%,相对燃气锅炉辅助供暖和太阳能集热器辅助补热的复合系统具有较好的经济性。该系统是一种经济可靠、清洁高效的供暖空调形式,有助于地埋管地源热泵系统在北方地区的合理推广及应用。     

南京地区部分空调负荷设计土壤源热泵U形垂直地埋管的研究

根据南京地区空调负荷的特点介绍了南京地区土壤源热泵部分负荷设计地下垂直U形地埋管的可行性,改善土壤与U形管换热的情况,平衡冬夏季大地的得热与失热情况.介绍了地埋管与辅助冷却塔联合运行的方式,并将不同空调负荷设计U形地埋管时的初投资与地埋管占地面积进行了比较,得出在南京地区根据夏季空调最大负荷的50%～60%设计U形地下垂直埋管,并根据空调运行方式选择合理的辅助冷却塔容量匹配与运行方式是合理的.     

北京某住宅小区复合式地源热泵空调系统方案设计

该方案为由地埋管换热器和辅助冷热源组成的复合式地源热泵空调系统,采用分散设置热泵主机的水环热泵系统,以地埋管换热器作为全年冷热源主体,夏季采用湖水辅助散热,冬季采用燃气锅炉辅助加热.系统设置专门的热泵供应生活热水,一方面充分利用建筑物周围的空地设置埋管,另一方面应用辅助散热(加热)系统满足供热和制冷的高峰负荷,降低了系统的初投资,提高了系统经济性和运行的可靠性.     

土壤耦合热泵系统地下埋管换热器传热模型的研究

在总结埋管传热理论的基础上,系统地介绍了国外关于土壤耦合热泵系统地下埋管换热器传热模型的研究进展,并给出了各传热模型的形式及其理论基础。     

地源热泵竖直地埋管换热器的热平衡问题及解决方案

介绍了地埋管地源热泵使用地区的地域差异和由此导致的土壤吸、放热不平衡.重点讲述了解决这种热失衡的两种方案,即太阳能辅助加热和冷却塔辅助冷却.这两种混合式地源热泵系统可以分别有效地解决北方地区和南方地区竖直地埋管换热器取、放热不平衡的问题,使地源热泵系统同样可以在冷热负荷差别较大的地区得到高效率运行.     

土壤耦合式热泵系统设计及经济性分析

介绍了土壤耦合式地源热泵系统的工作原理,着重对地热换热器和压缩机的设计进行研究,提出利用太阳能集热器、冷却塔与热泵机组组合运行,以提高运行效率。对地源热泵系统的经济性进行了分析。     

太阳能光伏-地源热泵式供能植物工厂空调系统

针对目前植物工厂主要采用的化石燃料供能方式释放出大量温室气体和有害气体危害环境的问题,设计太阳能光伏-地源热泵式供能植物工厂空调系统,利用地下水源热泵制冷供暖植物工厂,借助太阳能光伏技术供电地源热泵系统。植物工厂位于同济大学生态园内,属自然光利用联栋小屋脊玻璃温室,占地面积927 m2。通过确定植物工厂的冷热负荷选型制热量和制冷量分别为264 kW和240 kW的水源热泵,地下水抽水量为32.46 m3/h,确定太阳能光伏阵列总功率为54 667 wp。最后分析了太阳能光伏-地源热泵式供能植物工厂空调系统的经济效益和节能减排效益。     

串联式复合地源热泵系统技术经济性分析

以湖南省株洲市一商业建筑为研究对象,利用EnergyPlus能耗模拟软件模拟了其全年负荷.在此基础上对冷却塔与地埋管换热器分别承担不同比例冷负荷时系统的初投资、运行费用、多年运行总费用和全寿命周期成本等进行了计算分析.结果表明,复合式地源热泵系统如果配置不当,不但不会提高系统的经济性,反而会适得其反.     

基于冷却塔辅助换热的地源热泵空调设计探讨

本文结合工程实例,探讨了采用冷却塔作为辅助换热设备的地源热泵空调系统设计方法,并从空调负荷计算、地源热泵主机选型,土壤换热系统设计,冷却塔选型以及冷却塔的运行策略等方面介绍了该地源热泵空调系统的设计思路,以期为以后的地源热泵空调系统设计提供参考。     

辅助冷却复合式地源热泵系统运行控制策略研究

对于以冷负荷为主的商业建筑,使用冷却塔辅助冷却地源热泵系统可以节省初投资,减少地埋管数量,提高系统的运行效率。根据实验结果分析了系统的运行特性和运行能耗,比较了不同运行控制策略的优缺点。     

Study on hybrid ground-coupled heat pump systems

Although ground-coupled heat pump (GCHP) systems are becoming attractive air-conditioning systems in some regions, the significant drawback for their wider application is the high initial cost. Besides, more energy is rejected into ground by the GCHP system installed in cooling-dominated buildings than the energy extracted from ground on an annual basis and this imbalance can result in the degradation of system performance. One of the available options that can resolve these problems is to apply the hybrid ground-coupled heat pump (HGCHP) systems, with supplemental heat rejecters for rejecting extra thermal energy when they are installed in cooling-dominated buildings. This paper presents a practical hourly simulation model of the HGCHP system by modeling the heat transfer of its main components. The computer program developed on this hourly simulation model can be used to calculate the operating data of the HGCHP system according to the building load. The design methods and running control strategies of the HGCHP system for a sample building are investigated. The simulation results show that proper HGCHP system can effectively reduce both the initial cost and the operating cost of an air-conditioning system compared with the traditional GCHP system used in cooling-dominated buildings.     

土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统

以平衡电网负荷、削峰填谷及利用可再生浅层地热能为基本出发点,提出了土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的新设想.该集成系统将蓄冷装置与地下埋管换热器合二为一,在夏季空调工况时,利用电力低谷时段的廉价电力,将冷量全部或部分储存到土壤中,以供白天用电高峰期空调使用;在需供冷的过渡季,系统按土壤耦合热泵系统的供冷工况运行,将系统的冷凝热排至土壤中,为冬季供暖储备热量;供暖季节,系统按土壤耦合热泵系统的供暖工况运行,土壤作为热泵系统的低位热源.介绍了该集成系统的形式、技术特点及核心研究内容,并在前期研究工作的基础上对影响集成系统运行特性、冷量损失的因素进行了较全面的总结.