银川市地埋管换热器不同深度换热能力分析

结合银川市地层特征及地源热泵以冬季供暖为主的特点,为提高地埋管换热器的换热能力,保证系统冬季取热量与夏季排热量基本平衡,维持系统长期稳定运行,提出适当增加垂直地埋管钻孔深度的方案。对银川市某地埋管地源热泵项目2组不同深度试验孔进行现场热响应试验,得到岩土体地埋管深度范围内的初始平均温度、综合导热系数和单位孔深取热能力随钻孔深度增加而增加的结论。研究结果可为该地区地埋管地源热泵项目可行性研究、工程设计提供参考。     

地源热泵单U型地埋管换热器的传热模拟分析

本文针对地源热泵单U型地埋管换热器的换热特性,建立了地埋管换热器的传热模型,模拟分析了不同的进口水温、不同的流速以及不同的回填材料对单U型地埋管换热器换热能力的影响,研究结果可为同类型的地源热泵项目提供参考和借鉴。     

土壤源热泵地埋管传热强化研究现状及其发展

分析了土壤源热泵技术特点及地埋管换热器的影响因素,指出地埋管换热器传热强化是地源热泵研究的核心问题之一,详细介绍了近十年来地埋管传热强化的国内外研究状况,在此基础上指出了土壤源热泵地埋管传热强化的最新进展和有待解决的关键问题。     

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。     

某污水处理厂气流组织模拟分析

土壤源热泵地埋管换热器中的传热过程是三维非稳态的传热,影响因素非常复杂。采用基于线源理论的单U形地埋管换热性能简易计算模型,利用正交试验法对地埋管换热性能的影响因素进行了敏感性分析。     

地源热泵系统的热响应实验方法研究

土壤的平均导热系数与热阻是影响地下埋管换热器传热性能及地源热泵系统节能性与经济性的重要因素。利用线热源理论,通过地源热泵的工作试验过程,得到系统进出口水温等参数,并通过最小二乘法对所得数据进行拟合,得到地埋管换热器钻孔的导热系数及土壤热物性参数,测试结论对于指导土壤热交换器设计与施工具有一定的参考价值。     

土壤源热泵地埋管传热与机组性能的实验研究

在夏热冬冷地区的长沙建立了土壤源热泵系统实验台,开展了制冷工况下垂直U型地埋管换热器的实验研究,测定了地埋管周围的土壤热物性,分析了地埋管换热器的钻井深度、埋管类型、循环水流量等参数对地埋管传热和机组性能的影响。研究结果表明,选择合适的换热器类型、增大地埋管深度、提高循环水流量可以有效提高单位井深换热量。     

U型地埋管换热器热短路特性研究

针对竖直U型埋管地热换热器管间热短路问题,建立了U型埋地换热器三维传热模型,对地源热泵竖直型埋管地热换热器的热短路现象进行了量化分析,并对影响热短路的主要参数进行了模拟分析。研究表明,增大支管间距可减小热短路现象,但在加大钻井直径困难的条件下,增大管间距受限,所以效果不显著;但不同回填材料的导热系数对热短路的影响较大。因此,减小U型管地热换热器支管间热短路的有效措施是合理选择回填材料的导热系数。     

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。     

夏热冬冷地区混合式地源热泵系统控制策略

建立用于某办公建筑的冷却塔辅助散热型混合式地源热泵系统模型,以夏热冬冷气候条件下的长沙、上海和武汉地区为例,模拟混合地源热泵系统分别以地埋管出水温度、地埋管出水与环境温差、冷却塔运行时段作为辅助散热启停的控制信号的控制策略,运行20年后地埋管附近土壤平均温度及机组性能。研究各控制策略对不同地区的适用性。结果表明,3种控制策略在夏热冬冷地区的不同地区均表现出对系统能耗和土壤温升相近的影响规律,且均可以通过合理的参数设施实现运行20年后土壤维持热平衡。     

重庆地区地埋管地源热泵系统的某工程应用分析

对重庆地区某办公楼的地埋管地源热泵系统进行了经济性和节能性分析,其中节能性分析是依据测试结果进行的。经济性分析结果表明：本工程采用地埋管地源热泵系统,相比空气源热泵系统,初投资静态回收期为12年;相比冷水机组＋燃气锅炉,初投资静态回收期为14．1年。节能性分析结果表明：本工程采用地埋管地源热泵系统,系统制冷和制热能效比分别能达到3．6和2．9;夏季,相比于空气源热泵,系统能效提高率为20．0％,相比于冷水机组,系统能效提高率为2．9％;冬季,相比于空气源热泵,系统能效提高率为16．0％,相比于燃气锅炉,系统能效提高率为26．7％。     

Capacity-controlled ground source heat pumps in hydronic heating systems

The objective of this study was to investigate the energy-saving potential of using variable-speed capacity control instead of the conventional intermittent operation mode for domestic ground source heat pumps. Variable-speed capacity control is commonly used in air-to-air heat pumps, but not in ground source heat pumps for hydronic heating systems, even though the energy-saving potential may be greater for this application. A theoretical analysis indicates how the energy efficiency is influenced by variable-speed capacity control of the compressor. The analysis shows that, to take full advantage of the capacity control, care should be taken to achieve the correct relationship between refrigerant flow and heat transfer media flows. Intermittent control and variable-speed capacity control were compared by laboratory tests on two capacity-controlled heat pumps and one standard heat pump with a single-speed compressor. Test data were then used for seasonal performance factor (SPF) calculations. The SPF calculations show that despite improved performance at part load the variable-speed controlled heat pump did not improve the annual efficiency compared to the intermittently operated heat pump. This is mainly due to inverter and compressor motor efficiencies and the need for improved efficiency and control of pumps used in the heating and ground collector systems.     

南京某建筑地源热泵经济性分析

以南京某建筑为计算对象，分析比较分别采用地源热泵和空气源热泵作为空凋冷热源时相对应的经济性参数如初投资、运行费用等情况。在不同运行工况，以及不同单位管井费用下通过分析计算得出，当单位管井费用低于50元／（米·时），采用地源热泵经济性较高。研究结果对本地区拟采用地源热泵冷热源的工程具有一定参考价值。     

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。     

动力型分离式热管设计与试验研究

为了研发数据机房用蒸气压缩/热管复合型环控系统,进行动力型分离式热管模块的设计和性能试验。热管系统采用平行流冷凝器和管片式蒸发器,由屏蔽泵提供循环动力,并由调节阀控制供液量。在标准焓差法试验室进行热管模块的制冷性能试验,结果表明：1热管系统在设定工况的制冷性能达到设计指标,验证热管系统参数匹配的合理性和实用性;2热管模块的制冷量、EER与室内外温差近似为线性关系;3液泵驱动的动力型分离式热管系统运行稳定、可靠,解决了重力型分离式热管的运行稳定性问题,简化了系统的安装,易于实施流量调节和能量控制。     

基于系统能效的复合式地源热泵群控系统探讨

提出了一种基于系统能效的复合式地源热泵群控系统,可以根据地源热泵运行参数的变化判断系统运行状况,提供几种合理的调节策略,预计算每种调节策略执行后系统运行状况的变化趋势和系统的整体能效比,选择能效比最高的调节策略对复合式地源热泵系统进行调节。     

工业余热热泵及余热网络化利用的研究现状与发展趋势

当前工业能源消耗中所排放的低品位余热量大面广,若采用高效的余热利用技术将这部分余热回收,将具有显著的节能效果。工业余热热泵技术可以实现余热品位的提升或容量的扩大,一方面可以将回收的热量应用到工业流程中,另一方面可以在区域供热及供冷方面发挥作用。本文分析了压缩式热泵、吸收式热泵与化学热泵的特点与发展趋势。目前三种热泵技术都在工质、循环以及系统创新方面得到了较大的发展,但是在容量、能效比、温升与可靠性方面存在不可兼得的瓶颈问题。此外,工业余热根据种类以及温度品位的不同,适用场合与特点也各不相同。但目前在余热回收利用的设备与系统方面,缺乏针对不同余热特点的指导性设计准则。未来的研究需要集中在发展效率高、容量大、热适应性好、稳定可靠的热泵技术,形成各余热热泵互补利用的广谱化设计准则。同时需要通过对余热的热、电、冷、储、运的网络化利用进行余热系统高质化集成,实现工业余热的高效利用。     

可变内容积比螺杆式压缩机的性能分析

随着冷水机组、单元式空调机和水源热泵机组等产品的能效指标从名义工况EER或COP发展到IPLV或ICOP,机组的变容量或变工况性能主要取决于压缩机的变容量或变工况性能。固定内容积比的螺杆式压缩机如果在偏离设计工况下工作,效率下降,进而导致整个机组的性能下降。本文研究变内容积比螺杆式压缩机,内容积比可变化,使得压缩机内压比与外压比与工况相适应,可提升压缩机效率及机组性能。应用于冷水机组、水源热泵机组时,水源热泵机组在制冷工况时能效比可提高14.1%～35%,冷水机组的IPLV可提高7.2%左右。     

土壤源热泵适用性分析

分析了土壤源热泵的初投资和地埋管占地面积问题,以及机组运行后土壤温度和系统COP变化等情况,然后与传统闭式冷却塔对比做了运行费用分析,最后提出了土壤源热泵的适用范围。     

大温差空气处理机组表冷器换热能力优化设计及实验验证

冷冻水系统大温差设计对空调系统节能具有重要意义。配套使用空气处理机组也需采用大温差设计,达到节能效果,本文在空气处理机组换热机理的理论基础上,分析了冷冻水大温差对空气处理设备换热性能的影响。通过优化表冷器管形、回路等方法,采用焓差法实验对比了大温差工况下不同管形、不同回路、不同翅片片距等对表冷器性能的影响,在相同换热截面下,大温差空气处理机组较常规机组能耗降低约20%,并在此基础上,提出了大温差表冷器优选结构方案,采用高效内齿形换热管,4排高效换热管可与6排光管表冷器达到相同冷风比,且整机能耗低约5%,为大温差设计的应用和实践提供借鉴和参考。