某培训中心带辅助热源的地埋管地源热泵-太阳能耦合系统设计分析

基于寒冷地区实际工程的负荷特点,设计带辅助热源的地埋管地源热泵-太阳能耦合系统。采用费用年值法对系统进行经济性分析,获得2种热源冬季联合供热的最佳分配比例;对土壤全年热平衡情况进行计算,以土壤热平衡为目标,计算太阳能集热器面积。项目运行数据表明,系统运行稳定,土壤保持热平衡状态,且节能效益显著。     

空气与土壤复合源热泵在北方地区的匹配设计模拟分析

空气与土壤复合源热泵系统通过空气换热器实现了间接空气源热泵模式与补热模式,可补偿取、放热量的差值,解决土壤源热泵系统在我国北方地区长期运行产生的土壤热不平衡问题.为能够在保障供暖效果的前提下最大限度地降低地埋管数量,本文以我国5个北方城市的住宅为例,在TRNSYS平台上建立了空气与土壤复合源热泵系统的仿真模型,对地埋管...     

太阳能-土壤源热泵联合供能系统的研究进展

随着能源消耗所带来的环境污染越来越严重,可再生能源技术得到日益广泛的应用。其中土壤源热泵和太阳能光热技术得到迅速发展,将太阳能和地热能联合开发利用是新能源发展的方向之一。本文分析太阳能热利用系统、蓄热系统以及太阳能-土壤源热泵联合供能系统的发展现状及性能指标。指出太阳能-土壤源热泵联合供能系统主要有串联、并联和混合连接3种运行方式;影响太阳能-土壤源热泵联合供能系统性能的主要因素有太阳能集热器面积、土壤热物性、联合系统控制策略等。研究表明,联合供能系统是一种比单一热源(如太阳能、地热能)热泵系统更高效、经济的能源利用模式。     

基于CFD的太阳能辅助地源热泵系统土壤热环境分析

针对地源热泵长期供暖工况运行引起的土壤冷堆积问题,采用太阳能集热面积与建筑冬季供暖热负荷之比k描述。理论与数值模拟结果表明:系数k可以作为合理选择太阳能集热面积的主要依据之一;给出以太阳能集热作为补热热源、改善土壤热环境的原理方法。以系统一年的补热与无补热运行工况为研究对象,采用CFD数值模拟方法,对太阳能辅助地源热泵联合供暖系统进行土壤热平衡分析。研究结果表明:在非供暖季节采用太阳能集热对土壤补热,是改善土壤热环境品质、提高地源热泵系统性能系数的有效方法之一。     

跨季节土壤蓄冷-土壤源热泵系统长期运行特性实验研究

为解决土壤源热泵在长期运行条件下土壤热失衡导致的运行效率下降问题,针对夏热冬冷地区的特点,提出一种利用室外风机盘管将冬季或过渡季室外空气中的冷量存储于土壤中的跨季节蓄冷-土壤源热泵系统。利用地埋管换热系统的相似模型实验台,进行了系统运行3年的供冷、供暖、蓄冷工况实验,综合分析了埋管进出口水温、气温、土壤温度、土壤及埋管换热量、单位埋深换热量等参数,研究系统的长期运行特性。研究显示:3年的土壤平均温度分别上升0.14℃、0.22℃、0.20℃,总体来说升高幅度较小;蓄冷时的室外气温越低、土壤与室外空气的温差越大,蓄冷效果越好;埋管进出口平均温差、土壤平均温度变化、土壤换热量、埋管换热量、单位埋深换热量的大小关系一致。研究结果表明,跨季节蓄冷维持了土壤的长期热平衡,系统的长期运行效果较好。     

U型竖埋管地源热泵-辐射地板联合运行冬季启动特性实验研究

对U型竖埋管地源热泵-辐射地板联合运行实验冬季运行启动特性进行分析，研究启动阶段U型竖埋管进出水温的变化规律，得出平均每米井深的换热量。研究启动阶段辐射地板供暖的进出水温的变化规律，为地源热泵及辐射地板在长江中下游地区的工程设计与应用推广提供参考。     

地埋管换热器变热流工况下换热模型及其试验验证

地埋管换热器实际运行时,热流总是变化的。为了研究变热流模型的正确性,本文讨论变热流下叠加原理在无限长线热源模型中的应用,以及此模型下地埋管换热器进出口水温的理论解。先保证热流恒定,对上海市某别墅地源热泵项目进行现场实测,将测试得到的相关参数作为已知。待岩土温度恢复到初始值时,进行变热流试验,通过变热流模型计算的进出口水温与实测的进出口水温比较,相对误差基本小于2％,最大误差不超过3％。     

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。     

土壤温度场对垂直单U形埋管换热性能的影响分析

针对广州地下50m以内土壤温度场,研究广州地区土壤温度的分布特性和变化规律,建立垂直单U形地埋管地下换热区域温度场的三维稳态和瞬态传热模型,模拟冬季工况下埋管区域土壤温度场的分布情况,分析不同土壤初始温度对地埋管换热器埋管深度的影响。最后,计算某一别墅工程动态负荷,选用GLHEPRO3．0进行为期30年的系统运行模拟,分析地下埋管区域土壤热平衡对埋管换热性能的影响,从而为广州地区推广使用土壤源热泵系统的长期高效运行提供理论参考。     

某写字楼地源热泵冬季供暖性能测试及节能分析

测试了北京某写字楼地源热泵机组在不同供暖期（初寒期和末寒期）的运行参数，分析了热泵机组运行性能。发现热泵机组的性能系数COP和系统能效比EER在不同供暖期相差较大；针对在埋管水流量、进出口水温差相差不大的情况下，埋管水出口温度经过一个供暖期后降低了2．96℃的情况；分析了产生的原因，并提出优化地源热泵设计的意见。与空气源热泵、锅炉取暖进行了比较，证明了该系统的节能性。     

Experimental investigation of the cooling performance of a ground source heat pump system in Denizli, Turkey

The ground source heat pump system (GSHP) is installed at PamukkaleUniversity in Denizli, Turkey. The U-bend ground heat exchanger pipe length of 225 m was buried in soil at 110 m depth. In the 2008 cooling season, performance coefficients of the heat pump and the system were determined in the range of 3.1-4.8 and 2.1-3.1, respectively. The values of solar radiation, external temperature, relative humidity and wind speed were measured continuously. The relations of performance coefficients of ground source heat pump according to the meteorological data including solar radiation, wind speed, relative humidity and external temperature with this experiment were revealed exactly. The results of this study fulfil the lack in the literature.     

不同气候区太阳能-空气源热泵热水系统运行性能评价

本文采用非稳态制热实验方法测试空气源热泵在典型工况下的能效系数,测试不同日照强度下太阳能平板集热器的热效率,分析户用太阳能-空气源热泵热水系统在3～5人典型住宅用户热水负荷下的运行性能;选取不同气候区的代表城市,结合典型年气象数据,评价该系统在不同地区的太阳能贡献率和热水系统全年能效系数(APF)。得出:寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区热泵机组单独运行时系统APF_h分别为3.03、3.34、3.79、3.28;4个地区太阳能年贡献率分别为29.82%、32.07%、29.58%、38.62%,太阳能-空气源热泵组合系统APF_s分别可达3.67、4.06、4.39、4.45。     

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。     

空气源热泵冷热水机组的系统仿真与实验研究

建立空气源热泵冷热水机组的稳态仿真模型，进行变工况稳态工作性能预测，用FORTRAN90语言编制程序，软件编译环境为POWERSTATION，并在50kW空气源热泵冷热水机组人工环境模拟实验台上进行验证实验，实验结果和仿真计算结果吻合良好。同时，通过实验结果和仿真计算结果分析外界环境温度和供水温度变化时，空气源热泵冷热水机组的系统性能参数和状态参数的变化规律和原因，为系统的优化匹配提供理论依据。     

地源热泵能效比试验与研究

采用对比试验,对不同型号井埋管的散热能力、传热能力进行研究,从而得出不同井埋管对地源热泵的不同影响。对地源热泵能效比研究前景作简单介绍,在试验部分,通过对传感器进行校正与误差分析,保证试验中数据的精确性,使散热试验和取热试验一样。应用传热模型,根据散热和取热中管内水流的流量和温度,就可以计算出水平管在各种工况下的平均散热和取热能力,鉴于在地源热泵系统应用中,地埋管换热器的设计是最关键的部分,而地源热泵的能效比又与其有密切联系,可以由此知道不同型号井埋管对地源热泵能效比的影响。     

浅析地表水水源热泵换热器盘管管材选用

首先介绍了水源热泵的工作原理和地表水水源热泵换热器盘管的安装形状。详细说明了地表水水源热泵换热器盘管对管材的性能要求,列举了几种常用给水塑料管材和金属管材并说明它们的技术性能,最后采用模糊综合评判方法对各种管材相对主要性能因素进行评判比较,选择出最优管材,江河水源热泵换热器盘管若采用线圈状安装形式,建议选用HDPE管;若采用U形状安装形式,建议选用铜管。     

热泵系统的经济性分析

对空气源热泵、地源热泵、太阳能辅助的地源热泵系统进行了经济性分析,以空气源热泵系统为对象,定量计算并比较了地源热泵和太阳能辅助地源热泵的节能效果,验证了这两者在经济上的优越性,并指出了节能与降低成本的环节与措施.     

太阳能辅助集热型水源热泵设计及特性分析

水-水源热泵机组在冬季温度较低的条件下运行一段时间后,会出现制热性能下降并频繁转入保护工况现象。为改善水-水源热泵性能,在负荷匹配的情况下提高其经济性,设想在原热泵系统中增设太阳能辅助集热装置。简要介绍太阳能辅助集热型热泵系统的形式和组成,包括太阳能集热器形式选择、贮热水槽的要求等,同时着重进行冬季供暖工况的热力设计计算。设计计算表明,冬季供热循环时增设太阳能辅助系统之后供热系数有较大提高。在夏季只需将太阳能集热系统与制冷系统分离,即可作生活热水系统使用。     

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。     

热泵热水器系统的方案比较与分析

介绍了直流式地源热泵热水器系统和容积式地源热泵热水器系统的工作原理及优缺点;以天津某别墅热泵热水器系统的设计计算为例,对两者以及容积式空气源热泵热水器系统在性能系数、初投资和运行费用等方面进行了比较。比较结果说明了,在相同工况下,直流式地源热泵热水器系统相比于容积式地源热泵热水器系统来说,性能系数较大、耗电量较低,但其运行费用和初投资较高;在同时满足户主热水需求条件下,容积式空气源热泵热水器系统相比于容积式地源热泵热水器系统来说,初投资较低,但其能效系数也较低,耗能较多,运行费用较多,经济性较差。本文为热泵热水器系统的选择、设计和优化提供了参考,且指出了地源热泵热水器系统广阔的应用前景。