地源热泵系统的热响应测试的研究进展

近年来,地源热泵技术因其节能与环保优势得到广泛应用,地下岩土热物性参数是影响地源热泵系统设计与运行的重要因素,其参数的确定也是地源热泵技术领域的难点之一。本文综述地源热泵系统的热响应测试的理论基础、测试方法、实验数据处理及其研究发展现状,以期为地源热泵系统的热响应测试研究与应用提供借鉴与参考。     

地源热泵岩土热响应测试影响因素分析

建立了地源热泵岩土热物性现场测试系统的三维数值模型,基于所建数值模型分析了测试时间、舍弃初始小时数、钻孔半径、岩土体初始温度、加热器输入功率等因素对岩土热响应测试结果的影响。研究结果表明:对于柱热源模型,随着钻孔尺寸的增大,辨识得到的热导率越小;采用参数估计法作为辨识方法时,岩土初始温度的测试精度对辨识结果有较大影响。测试得到的热导率有6%~18%的偏差。     

地源热泵岩土热响应现场测试及分析

介绍地源热泵的岩土热响应现场测试的测试方法和计算模型等。现场测试采用恒热流测试法,并以线热源模型为基础,结合工程最优化方法,采用复形调优法,从而得出所需要的热物性参数、周围岩土综合导热系数和综合比热容,利用实例验证该方法的准确性。     

U型管地源热泵系统实验研究

详细介绍了U型管地源热泵系统的实验装置和测试系统;给出了2年来的试验结果;分析了实验数据,并给出了相关的结论,可供地源热泵系统的研究和设计参考借鉴。     

两种地埋管换热器热响应实验方法的比较

目前国内对于岩土热物性热响应实验的测试方法主要有"恒热流法"和"恒温法"两种,这二种试验方法应用都较为广泛,但也是目前争论最多的问题。结合实际工程,对同一口测试井进行两种测试方法的比对。对两种测试方法在测试过程中出现的问题进行分析,指出对于大中型的地埋管换热器项目应当现场进行岩土热物性测试,并进行地埋管的换热器的设计计算。     

地源热泵在青川某交流中心应用的可行性研究

地源热泵是一种节能环保的可再生能源利用技术,其应用具有地域性,应该根据地区的具体地理条件,经过具体分析进行合理利用。根据青川某交流中心项目地下换热测试,对地埋管换热器系统进行了热响应测试和分析,根据工程情况和热响应测试分析结果,对该项目进行了地源热泵系统的方案设计,并将该项目采用地源热泵系统与采用常规空调系统进行了经济效益和环境分析比较,可以看出地源热泵在本项目应用的可行性,并值得该地区推广。     

基于测试工况下的四川青川地区地源热泵系统 地埋管换热性能分析

通过热响应测试,对四川青川地区某工程场地地质和地埋管换热情况进行了勘察及测试分析。地勘结果表明地下渗流对地下换热有明显影响,获得各测试工况动态负荷下的地下动态换热性能。从测试数据可以分析得到,冬季状态下进行夏季的热响应测试会影响地下换热器的换热性能,并提出了出水管保温等处理措施。根据工况和运行数据分析,提出了合理认识单位井深换热量的重要性。     

岩土热响应测试及应用中的问题探讨

岩土热物性参数是地源热泵系统设计的重要基础依据,其准确程度决定着地源热泵系统运行的可靠性和经济性。本文介绍了岩土热物性测试设备构成及数据处理模型,并对热响应测试的某些问题进行了讨论。热响应测试是地源热泵工程应用的基础工作,具有重要意义。目前仍需要对其计算模型、测试方法及装置进行研究。     

岩土热响应测试仪的开发与应用

开发一套岩土热响应测试仪,介绍其原理与组成,以及配套开发的控制软件、数据采集软件、数据处理软件的功能和使用方法。使用所开发的仪器进行现场实测,测试结果表明,该设备及配套软件完全达到预期性能指标,能够在今后对外开展岩土热响应试验的工作。     

成都某综合交通枢纽浅层地源热泵地埋管热物性分析与系统评价

基于成都某综合交通枢纽南北场咽喉区开展地质勘察数据,并对其开展岩土热响应试验分析与评价。地勘结果表明,工程区地下水类型主要为基岩裂隙承压水,地下水的渗流作用加强了热量交换速率,使测试得到的岩土体的综合热换功率值偏大,地下水对地埋管式地源热泵系统的运行较为有利。工程区的岩土体双U平均导热系数平均值为：2.45～2.78W/(m·K),所在地的岩土体（深度110m内）初始平均温度为18.32℃。各试验孔中,双U形式的地埋管换热功率均大于单U形式的热换功率,换热功率提高约22%。从测试效果和经济角度出发,结合四孔联合测试工况,建议选用双U25地埋管,夏季标准工况释热能力为42.89W/m,冬季标准工况取热能力为-42.66W/m。全年动态负荷计算分析结果表明,站房部分由可再生能源提供的空调冷热负荷比例可达32.1%,枢纽部分由地源热泵系统提供的空调冷热负荷比例可达21.5%。该研究成果可为在轨道交通领域推进浅层地热能利用提供可靠的技术路线及理论依据。     

土壤排取热量不均衡地区地源热泵系统应用研究

对于土壤排取热量不均衡地区,地源热泵应用过程中常会出现土壤热失衡问题,该问题严重制衡了地源热泵系统在该地区长期高效稳定运行。针对此类地区土壤排取热量严重失衡的特点,同时基于土壤排取热量平衡的理念,提出太阳能对土壤进行全年补热的地源热泵—太阳能耦合系统,并通过一个典型工程案例对地源热泵—太阳能耦合系统的设计思路、技术方案、运行策略、经济性能等方面进行了分析与研究。结果表明,相比于常规能源系统,本项目地源热泵—太阳能耦合系统每年可节能308万kWh,节约运行费用47.64万元,节能率达72.13%,节能减排及环境、社会效益非常显著,以期为土壤排取热量不均衡地区地源热泵系统的相关研究及其工程应用提供参考。     

地源热泵岩土导热系数测试影响因素分析

建立了地源热泵岩土导热系数现场测试系统的三维数值模型,基于所建数值模型分析了测试时间、舍弃初始小时数、钻孔半径、岩土体初始温度、加热器输入功率等因素对岩土导热系数测试结果的影响。研究结果表明:热响应测试时间应大于70h;对于柱热源模型,随着钻孔尺寸的增大,辨识得到的导热系数逐渐减小;岩土初始温度对岩土导热系数辨识结果没有影响,但采用参数估计法作为辨识方法时,岩土初始温度的测试精度对辨识结果有较大影响;对于纯导热模型,加热器输入功率对岩土导热系数辨识结果没有影响。     

竖直地埋管换热器热响应测试研究

介绍了竖直地埋管换热器热响应测试的数学模型、测试系统及测试方法。以株洲市某工程为实例,通过恒热流法对竖直双U型地埋管试验孔进行了热响应测试,得到了每米孔深换热量及岩土的热物性参数,为实际工程地埋管换热器的设计提供基础数据,并运用TRNSYS软件对换热过程进行了瞬时动态模拟,验证了测试的准确性。     

太阳能-地源热泵复合系统的实验研究

地源热泵是利用可再生能源地热能的一种高效热泵系统,是未来发展的趋势。但在我国北方地区,大部分以热负荷为主,冬季地下埋管的取热量高于夏季的释热量,长期运行会破坏土壤温度场。介绍了太阳能-地源热泵复合系统,通过实验验证了太阳能辅助系统能够有效恢复土壤温度,提高系统性能系数,可以实现热泵长期稳定的运行。     

冷却塔复合式地源热泵系统在西安某办公建筑中的应用

结合复合式地源热泵系统在西安某办公楼项目中应用的实例,从地质条件、热响应试验、冬夏季土壤的热平衡及运行情况等方面进行详细介绍,针对地源热泵系统的设计及使用提出一些参考建议.     

利用空气源热泵跨季节补热对单供暖地埋管地源热泵运行特性影响分析

针对大规模住宅小区单供暖地埋管地源热泵在实际运行中存在的问题,在对其运行现状进行分析的基础上,以其中一个项目为例,分析地埋管地源热泵在单供暖工况下长期运行时的土壤逐年温度变化和运行费用。指出应尽早抑制土壤温度进一步降低,使其稳定在较高水平,以保证系统持续可靠运行。提出以土壤年温度下降幅度为目标,利用空气源热泵跨季节补热解决土壤温度逐年下降的问题。研究结果表明,所计算项目从第5年开始补热,补热后每年供暖初期土壤温度为7.5℃左右,补热初投资为2.86元/米~2,补热费用为2.71元/米~2,供暖运行费用为9.35元/米~2,年运行费用为12.06元/米~2。     

地埋管地源热泵在大连地区的设计应用

介绍了大连地区某项目地埋管地源热泵系统的设计实例。文中对热泵系统的设备选型、系统优化、运行管理、土壤的热物性分析、室外侧地埋管的设计方案进行了论述,对该项目周边地区的类似工程具有参考价值。     

浙江公共建筑地源热泵系统设计优化研究

目前,地源热泵作为一种可再生能源技术在全国范围内广泛推广,以浙江宁波某公建能源站建设项目为引,在项目原方案基础上提出了优化后的地源热泵复合能源系统形式。通过介绍“地源热泵+冷水机组+燃油锅炉”系统、“地源热泵+冷水机组+燃气锅炉”系统、“地源热泵+冷水机组”系统及“地源热泵+辅助冷却”系统的原理,分析各系统的运行优劣及应用特点。同时提出了地源热泵应用的冷热平衡问题解决方案,并对四个系统进行初投资、运行能耗、运行费用及环保效益方面的对比,结果表明,将燃油锅炉改为燃气锅炉能够节省一定运行费用且环保效益更好,地源热泵装机越大,运行费用越低,对于浙江地区需要充分考虑冷热负荷的差异情况,若冷负荷远大于热负荷,建议设置冷水机组进行土壤冷热平衡调节,若冷负荷略大于热负荷,建议综合考虑项目具体情况,增设冷却装置进行调节。本方案通过研究浙江某一公建项目地源热泵的使用特征,为类似于本方案工况的夏热冬冷地区地源热泵系统技术应用提供一定参考价值。     

地源热泵技术研究与应用发展状况

地源热泵技术在我国已发展了20年左右,在技术研究与应用方面取得了大量成果。本文介绍近年来国内地源热泵技术研究及其应用情况。     

浅析地源热泵中央空调系统

随着我国党和政府把节约能源和环境保护作为可持续发展战略的重要内容,从2000年开始,地源热泵系统越来越多的被各房地产商所关注和应用。介绍地源热泵的三种类型及其对比分析,着重论述开发土壤源热泵的优势。