综合建筑群不同入住率下复合地源热泵运行策略模拟研究

综合建筑群集住宅商业办公为一体,在商业办公满负荷运行的条件下,运用数值模拟研究住宅小区30%、50%、70%、100%4种入住率条件时地埋管换热器运行情况,可以得出不同入住率下复合式地源热泵系统最优运行控制策略。结果表明,入住率为30%时采用过渡季节开启冷却塔散热,冬季采用地埋管取热的方式能达到最优运行效果;入住率为50%和70%时,夏季埋管全部使用,冬季只运行一半的运行方式最佳;入住率为100%时,采取地埋管换热器出口水温比对应时刻的湿球温度高2℃时开启冷却塔的方式,运行效果最佳。本文以土壤温升和优化系统运行效率为依据,对综合建筑复合式地源热泵系统的运行设计有一定的参考价值。     

地埋换热器温度场数值模拟及试验研究

土壤温度场的恢复特性是判定土壤源热泵系统长期稳定运行的重要依据。探讨了某住宅小区土壤源热泵系统的设计方法及主要部件地埋换热器的埋管方式。利用建筑热环境设计模拟分析软件De ST-h建立高层住宅建筑群模型,并进行全年空调负荷模拟。运用大型商业软件FLUENT模拟分析了土壤源热泵连续运行一个夏季和经过一个秋季过渡季后地埋换热器周围土壤温度场的变化和恢复情况,试验研究了制冷过程及制冷期后地层温度恢复过程不同地层的温度分布,结果与数值模拟基本吻合。最后,指出复合式土壤源热泵有利于促进土壤温度场的恢复,从而实现系统长期稳定地运行。     

土壤源热泵系统模拟和经济性评估研究

在线源理论的基础上建立了土壤源热泵系统的模拟模型,该模型可以用于土壤源热泵系统的全年运行模拟,预测土壤源热泵系统的能耗情况;对于土壤源热泵系统的经济性评估,提出了地下换热器换热成本的概念,并导出了地下换热器换热成本的通用计算方法。本文中的模型可以对土壤源热泵系统的设计方案进行经济性评估,以便设计人员选取经济性较好的方案。     

海相沉积砂岩土壤源热泵供热性能的试验研究

根据海相沉积砂岩——设计了土壤源热泵热水系统.试验采用单因素法,在连续和间歇运行两种工况下研究不同热负荷下系统的运行情况及土壤换热能力(通过控制开启主机的数量和土壤换热井数量来改变热负荷大小);在主机停止工作后,让土壤换热器中的循环介质与大地进行充分换热,测试土壤换热器中循环介质的温度变化来判断埋管区土壤温度场的恢复能力,从而综合评价地源热泵热水系统的运行性能.     

基于埋地换热器的强化传热研究现状及展望

地埋管换热器作为直接与岩土接触进行取/释热装置,其换热性能决定了土壤源热泵系统的运行效率。地埋管换热器强化传热研究旨在提高土壤源热泵系统运行效率及地能利用率。通过对土壤源热泵地埋管换热器的研究进行综述,论述了地埋管换热器的研究现状及发展动态,分析影响地埋管换热器换热的主要因素及强化换热措施。兼顾理论知识及工程特点,提出目前研究存在的问题,指出日后研究方向及重点,并对土壤源热泵的发展进行展望。     

不同入住率下住宅小区复合式地源热泵系统运行策略的研究

针对住宅小区不同入住率条件下复合式地源热泵系统运行策略优化问题,以合肥市的某住宅小区为研究对象,应用TRNSYS模拟软件建立小区复合式地源热泵系统仿真模型,分别对入住率为100%、70%、50%、30%4种情况进行了仿真模拟,以地源热泵系统全年能耗及土壤温升为优化依据。结果表明:在高入住率情况下,当地埋管出口水度大于22℃时开启冷却塔为最优运行策略;在低入住率情况下,夏季靠地埋管+冷却塔散热、冬季从地埋管吸热的运行控制策略最优,极低入住率(30%以下)情况下,采用夏季靠地埋管散热、冬季从地埋管吸热的地埋管地源热泵系统更加经济。研究内容对住宅小区的复合式地源热泵系统设计和运行有一定的参考价值。     

空气源热泵机组稳态仿真数学模型的建立与实验验证

为解决空气源热泵机组运行工况变化时,优化设计与性能预测等问题,建立了机组4个主要部件的稳态仿真数学模型,其中压缩机采用基于BP算法的人工神经网络方法,换热器采用分区集中参数方法建模,同时给出换热器中的换热关联式模型以及系统仿真流程。稳态仿真结果与28组实验数据相比,机组运行特性与供暖特性均得以准确模拟,验证了所建模型的可靠性与通用性。     

广西发展大厦东楼地源热泵空调热水冷热联供系统优化设计

介绍了国家财政部、住房和城乡建设部可再生能源建筑应用示范工程-广西发展大厦东楼地源热泵空调热水冷热联供系统在土壤换热器、空调热水系统等方面的优化设计;经分析表明,土壤换热器以热负荷为设计依据并设计为套管式换热器能极大地减少换热嚣占地面积,从而有效利用土地资源;空调热水机组系统设计为空调热水冷热联供方式和地源热泵与冷却塔耦合制冷方式,能较大降低投资和运行成本并且有效保持系统周围土壤的热平衡.     

严寒地区太阳能辅助土壤源热泵系统运行策略优化

针对严寒地区建筑供能能耗大,土壤源热泵系统连年取热造成的土壤热失衡问题,以太阳能辅助土壤源热泵系统为研究对象,提出常规、多模式切换地埋管分区运行策略并对其按季度进行划分,在各季度期间设置不同的温控参数,研究不同运行策略的设置对太阳能辅助土壤源热泵系统性能的影响规律,从而得出相对最优运行策略。判优参数包括供暖保证率、机组COP、换热器取热量、土壤温度及运行费用。结果表明：与常规运行策略相比,多模式切换地埋管分区运行策略的供暖保证率100%、机组COP提升14.42%、换热器取热量减少35.3%、十年后土温升高1.13 ℃、年运行费用减少618元。     

地埋管换热器传热特性模拟与试验研究

利用土壤源热泵试验系统,进行不同埋管间距下夏季连续运行试验,用FLUENT软件建立竖直U型地埋管换热器与土壤间的传热模型,对不同管间距的U型地埋管周围土壤温度场和地埋管换热器传热特性进行了数值模拟,将数值模拟结果与试验数据进行对比分析。通过分析,得到了不同埋管间距对土壤源热泵系统性能的影响大小,以及地埋管周围土壤温度场的变化对地埋管换热器换热性能影响规律,验证了所建立的模型和所用模拟条件的正确性。     

某节能示范项目土壤源热泵方案设计及其经济性分析

对某节能示范项目土壤源热泵地下换热系统设计方案进行了介绍,包括机组选型、地下钻孔深度的确定、辅助冷却塔容量的确定、地埋管系统流量的确定与校核、地埋管系统的排列与布置、地下热平衡问题的设计与校核及系统阻力计算与管路承压能力校核,同时对系统的经济性进行了分析,设计方案及其分析方法可为同类建筑所借鉴。     

基于准三维模型的垂直U型埋管换热特性影响因素的分析

为了探讨各因素对地源热泵地下埋管换热特性的影响,建立了同时考虑流体温度沿程变化与U型两支管热干扰的垂直U型埋管准三维传热解析解模型.基于模型求解,分析了回填物与管材导热性、管脚间距、循环流体流量及钻孔深度等对埋管换热特性的影响.结果表明:回填物与管材的导热性、管脚间距及循环流体流量的加大均可以强化地下换热器的换热效果.但回填物导热性不可无限制增大,其大小要考虑对增大管脚热干扰的影响及其与管脚间距的相互关联性,应对两者进行优化设计.同时,流体流量的加大会增加单位埋管换热量,但其增加幅度越来越小,应以流动阻力增加作为限制条件,采用变流量调节来进行优化.此外,单个钻孔不宜太深,以免降低单位埋管换热能力.试验验证表明,所建模型具有一定的预测精度,其最大预测相对误差在3％以内,可为地埋管换热器传热特性分析及其优化设计提供参考.     

地源热泵系统地下换热器的施工技术

地下换热器是地源热泵系统中的关键技术之一。本文在工程施工的基础上，对该系统的施工技术进行了进一步的研究，其中包括工程钻孔问题、注浆过程等方面，其研究结果可以应用在该系统的设计、施工中，对实际工程有较强的指导意义。     

富水土壤源热泵供冷采暖机组运行特性研究

介绍了作者自主设计实施的土壤换热器与冷却塔并联的耦合型地源热泵空调系统,运用单因素方法,研究了冬夏两季热泵机组的运行特性;研究结果表明:夏热冬暖地区,本实验系统夏季采用热泵机组匹配土壤源释热的制冷效果一般,制冷工况热泵机组能效比约3.66,系统能效比约2.7;冬季采用热泵机组向建筑物供暖效果较佳,系统能效比达3.4以上.     

基于圆柱源理论的热泵垂直U型地埋管模拟分析

基于圆柱源理论,建立了U型地埋管换热器传热模型,并进行了数值求解。计算结果表明,夏季U型地埋管换热器在给定进口温度和流量时,连续运行48h后,地埋管出口水温、壁面温度和单位延米换热量基本趋于稳定。单位延米换热量与热响应实验数据误差为3%,验证了模型的准确性。以某地区空调系统地埋管换热器设计为例,模拟分析了不同负荷特性下地埋管换热器的换热性能。模拟结果显示整个夏季运行中地埋管最大进口水温低于设定值37℃,满足机组运行温度要求,设计合理。可为实际的工程应用提供参考。     

地源热泵地下换热系统热响应测试及分析

土壤源热泵的应用具有地域特性,不仅不同地区应用情况不同,就是同一地区因地质条件的差异而有所不同,所以土壤特性的测试工作十分重要.本文根据上海某展示中心项目地下换热系统测试,对地埋管换热器系统的热响应进行了测试和分析.     

U型垂直地埋管换热器性能的影响因素分析

为了了解不同的设计参数对于换热器性能的影响,本文通过建立流体力学三维模型模拟了管长60²00m的地埋管换热器性能。研究结果显示,流体进口温度、流体速度和初始地下温度都对换热器性能有显著的影响,考虑到热通量和压降2个因素,推荐流速为0.5m/s。回填物和土壤的密度及比热对性能的影响小于导热率的影响。文中开发了一个简单的数学模型用于预测回填物和土壤,比热和导热率以及热通量的影响,预测结果与CFD结果高度符合。当换热器的长度从60m增加到200m,热通量下降,影响半径也变小。     

基于蒙皮换热器的无人机电子设备冷却方案分析

针对无人机应用中日益突出的电子设备发热问题,提出了一种基于蒙皮换热器的无人机电子设备冷却方案。根据设计需求确定了各主要部件的温度要求及换热器效率要求,并对系统进行了试验验证。文中提出的电子设备冷却方案属液体冷却方式,电子设备的发热量可以通过蒙皮换热器传递给舱外冲压空气热沉。通过合理的等效换热测量方法设计的地面性能试验考查了系统运行时各部分温度、换热器的换热量及系统能效比。试验结果表明,该方案有效可行,能够满足较大发热功率的无人机电子设备的冷却需求,具有广泛的应用价值。     

微型换热器瞬态传热分析

以用于芯片冷却的微型换热器为研究对象,建立三维仿真模型,分析其在热负荷按指数型和周期型变化情况下的瞬态传热.根据获得的换热器温度场、温度梯度和热应力分布,比较了纯铜和氮化硅复合物两种材质对换热器的散热性能,结果表明:铜优良的导热性能使得铜换热器在稳态工况下散热性能优于复合材质换热器,但瞬态分析显示,氮氧化硅复合物在结构...