上海某办公楼土壤源热泵系统冬季运行特性实测分析

通过对上海市某办公楼土壤源热泵系统冬季工况的长期监测,分析了土壤源热泵系统在上海市办公类建筑下的长期运行特性.监测结果显示,冬季工况下,日均部分负荷率有80%的时间都处于40%-80%负荷率下,40%负荷率的时间最长,占整个冬季工况的23.3%.机组能效比为3.8-6.7,系统能效比为1.9-4.7.能效比不仅受部分负荷率和地埋管出水温度影响,受用户侧出水温度影响也较大.因此基于建筑负荷,合理设置机组和水泵开启台数及合理设置用户侧出水温度对土壤源热泵系统高效运行具有重要意义.     

地源热泵系统运行参数及土壤温度变化特性分析

以天津某办公楼地源热泵系统为研究对象,通过采集土壤温度、地源侧取热量、负荷侧供热量、机组耗电量、水泵耗电量等实测的数据,初步分析了热泵设定温度(ST),水泵频率(PF)等因素对于土壤温度、机组性能系数(COP)及系统性能系数的影响.结果表明,在满足室内热负荷的前提下,当热泵设定温度从42℃降低至40℃范围内,每降低1℃,可以减小地下取热量7.80%,系统性能系数提升3.66%;当水泵频率从40 Hz降低至30 Hz范围内,每降低5 Hz,可以减小地下取热量7.72%,系统性能系数提升2.64%.对于热负荷占优的公共建筑,可以通过调节地源热泵机组的设定温度或循环水泵频率,来促使土壤温度向着有利于机组高效运行的方向改变,并保证系统的长期可靠运行.     

地源热泵制热性能实验研究

采用实验的方法研究上海市松江区地源热泵机组制热性能．研究地源热泵机组的出水温度、负荷侧、地埋管侧水流量参数变化和制热性能变化规律．实验结果表明：在地源热泵机组制热工况启动过程中,平均制热量为17．1kw,制热性能系数（COP）平均值为4．27;3口90m地埋管井吸热量平均值为13．8kw,不同深度土壤温度降低了2．5～5℃．     

多源单双压缩机热泵系统性能的对比研究

可再生能源的有效利用是现今国际社会发展中最核心的竞争,而复合源热泵系统即太阳能、地能、空气能三种可再生能源的最好结合.文章通过单压缩机复合源热泵系统和双压缩机复合源热泵系统的原理图和压焓图的对比,进而通过改变空气侧和水侧制冷剂质量流量之比,对比分析这两个热泵系统夏季的制冷循环.结果表明：采用双压缩机的复合源热泵系统与采用单压缩机的复合源热泵系统相比,冷凝器热负荷方面最高可降低3.1％,压缩机理论耗功率方面最高可降低18.2％,在理论制冷系数方面最高可升高22.18％,其系统耗功和系统能效较低,循环的经济性更好,系统更加节能.     

变片距换热器空气源热泵机组结霜特性分析

为了比较变片距与等片距室外换热器空气源热泵冷热水机组的性能,在质量守恒、能量守恒的条件下建立系统动态模型,利用数值模拟对变片距与传统换热器的空气源热泵运行特性比较.仿真结果表明,在入口空气参数和初始蒸发温度相同的条件下,变片距换热器空气源热泵机组运行时蒸发温度、冷凝温度、制冷剂流量、水侧换热量、出水温度均大于等片距换热器空气源热泵机组,从而使得机组供热性能系数提高,并有效延长了换热器结霜周期.     

上海地区污水源热泵制冷工况实验研究

城市污水具有温度相对恒定,冬暖夏凉的特点,是一种优良的低温热源,与热泵结合具有很好的节能前景.搭建了热泵实验平台,并以上海市某污水厂的二级出水为热源,研究了污水源侧流量、用户侧流量、进口温度对制冷工况下系统性能系数的影响;基于实验数据,对系统的性能系数进行拟合,并与实际结果进行了验证.研究结果表明,系统性能系数随用户侧进口温度的增加而缓慢增加;随污水源侧流量、用户侧流量的增加而明显增加;系统性能系数的拟合结果可以较好地反映系统的实际运行工况,平均误差仅为3.35%.     

冷却塔辅助地源热泵系统设计及运行控制策略优化

土壤热平衡对地源热泵系统的长期稳定运行和经济性能具有重要影响.地下埋管换热器换热情况复杂,各地区地域特征和气候具有较大的差异性,且建筑物类型的多样性,需要针对具体工程开展有针对性的研究.以南通地区住宅建筑为例,利用Design Builder能耗模拟软件,进行了全年逐时负荷计算.运用TRNSYS建立了冷却塔辅助地源热泵系统动态仿真模型,对系统冷却塔容量的确定和运行控制策略进行了优化.综合初期投资和运行费用,冷却塔按50%容量选型,与地埋管串联,源侧热泵出口和土壤温度差值大于等于10℃.而且,冷凝器入口温度和当地湿球温度的差值大于等于4℃开启运行,为经济性能最好的方案.     

新型毛细管辐射供冷和独立新风系统的设计

根据建筑冷热负荷特点,设计了毛细管辐射供冷与独立新风联合系统.该系统中,毛细管辐射板承担室内的显热负荷,新风机组承担室内的湿负荷及新风负荷.由于毛细管和新风机组进水温度要求不同,设计了两台地源热泵机组分别提供16 ℃和7 ℃供水输送到毛细管和新风机组用于供冷.通过对毛细管、新风机组冷冻水管路和地埋管冷却水管路进行水力计算和校核,阻力平衡,满足设计要求.     

直接式污水源热泵蒸发器、冷凝器污垢生长测试研究

直接式污水源热泵是用污水作冷热源直接进入热泵机组蒸发器、冷凝器进行换热的系统形式,相对于使用中间换热器的间接式污水源热泵来说,减少了换热损失,但其污垢的生长严重影响了机组的性能.以西安某污水处理厂直接式污水源热泵为研究对象,该系统以城镇二级出水为冷热源,在机组换热器清理维护后对其进行了供暖、供冷两个工况的连续测试.结果表明由于流动形式和温度条件的不同,蒸发器和冷凝器内污垢的生长规律有所不同,作者测试计算得到了二者传热系数随着污垢生长的衰减特性,拟合出了污垢的生长预测模型,可为污水源热泵系统的设计和应用提供参考.     

多源热电联产系统仿真研究

为解决可再生能源存在的利用率低等问题,本文结合太阳能热利用技术、太阳能光伏技术、燃料电池系统、地源热泵系统等一系列技术,设计了一套多源热电联产系统.通过计算建筑负荷,在Trnsys 仿真平台中建立仿真模型,对系统各部件进出口温度等进行相关分析.同时,为了对比分析系统的性能,在Simulation Studio 中,通过...     

地源热泵系统运行特性的分析

在涡旋压缩式地源热泵系统的冬、夏季典型工况下的循环性能分析的基础上,重点分析了地源热泵系统冬季随冷凝温度、循环水流量变化时的的运行特性,指出地源热泵系统的运行工况应兼顾末端负荷和机组循环性能之间的关系,并采取内外参数综合的容量调节方法。     

地下水地源热泵系统应用条件分析

对影响地下水地源热泵系统应用的水文地质条件、建筑物负荷特性、周边环境及场地条件等因素进行分析,提出了适宜应用地下水地源热泵系统的条件.     

地源热泵经济性研究

分析了对地源热泵空调系统进行经济性分析的必要性,进而结合地源热泵空调系统特点,提出了地源热泵空调系统负荷计算、方案设计、初投资计算、运行费用计算的方法,并利用工程实例进行计算,分析结果并提出展望.对地源热泵空调系统的开发应用具有一定参考价值.     

地源热泵相变蓄能地板采暖技术性能分析

对地源热泵相变蓄能地板辐射采暖技术与其它供暖方式进行了比较,指出此系统的优点;还将低温热水与电热源两种方式从环境效益方面论证地源热泵低温热水提供热量的可行性,分析了供水温度、相变温度与相变半径、相变材料的填充量以及盘管间距各因素的影响,同时与目前常用的电加热方式进行了经济性分析,年运行费用不到电加热的1/3。     

太阳能-土壤源热泵系统仿真建模及运行研究

基于太阳能-土壤源热泵系统各部件之间的耦合关系,建立了太阳能-土壤源热泵系统中热泵机组、地下埋管换热器、太阳能集热器及蓄热水箱等各组成部分的仿真模型,对某一实际工程应用DeST软件计算建筑物负荷,并建立了太阳能-土壤源热泵系统的模型,分析研究了该系统在动态和静态两种运行模式下的性能特征,并得出两种运行状态下系统平均制热性能系数COPh值分别达到3.5和2.98.     

制冷剂充注量对地源热泵性能的影响

为提高地源热泵系统的运行效率且充分利用能源,本文以实际地源热泵系统为实验台,对制冷剂R22不同充注量的热泵运行情况进行实验测试,从外部水循环侧和内部制冷剂侧对热泵运行性能同时进行测量计算, 并在理论上对地源热泵系统的运行状况及其原因进行热力学分析和系统理论分析,从而确定了冷剂充注量对地源热泵系统运行性能的影响程度,最后给定了地源热泵系统的最佳制冷剂充注量,为地源热泵系统的高效运行及能源的充分利用提供了理论和应用依据．     

地源热泵非连续过程地下传热特性及其控制

通过试验和模拟计算,研究了地源热泵在地能利用中实施非连续运行操作过程的地下温度变化规律,并对可变负荷间歇过程进行了研究,指出负荷周期调节可以实现地温变化趋势的控制。通过控制地温变化可使热泵机组运行在有利的温度工况下,提高地源热泵系统的运行性能系数。利用空调系统的经常性非连续运行特点,实现有效的非连续性控制对未来利用地能具有重要的应用价值。     

动态负荷下地源热泵系统的优化设计

针对动态负荷下地源热泵地埋管换热器的设计问题,提出一种最佳负荷的设计方法,并通过数值模拟和实测实验的方法研究了6种不同负荷下钻孔壁中点处的温度响应.实验结果表明:1)在周期性脉冲热流的作用下,钻孔壁温度呈周期性震荡并逐渐升高;2)每一时刻,动态负荷作用下的温度响应均小于其最佳设计负荷的温度响应,即最佳设计负荷可以代替动态负荷,由此验证了最佳负荷设计公式的合理性.本设计方法考虑了建筑热负荷的动态变化特性,有效节省了换热器的埋管长度.     

太阳能-地源热泵系统供暖模式

目的 提出太阳能与地源热泵联合供暖和交替供暖两种运行方式,解决太阳能和地源热泵各自单独应用时存在的缺陷.方法 绘制两种供暖方式的原理图,对太阳能集热器、热泵机组和室内散热器建立数学模型;以沈阳地区为例,进行室外温度、逐时热负荷、太阳能辐射强度和热泵机组运行工况的模拟并且采用静态分析法计算两种供暖方式的经济性.结果 两种供暖方式均能稳定的运行,而且就经济性来说交替性供暖在初投资上要比联合供暖高约28.4％,但是交替供暖一个供暖期的运行费用要比联合供暖大约低22.5％.结论 将两种供暖方式的理论研究应用于实际工程中是具有可行性的,而且比较适用于热负荷大于冷负荷地区;在5个供暖期后,初投资较高的交替供暖开始显示出它的经济性;结合使用要比单独使用太阳能和地源热泵更具有节能性.     

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。