不同开停比下地埋管换热器运行特性研究

地源热泵在夏季运行工况中,连续运行可能会导致土壤温度持续升高,机组运行工况恶化。本文对不同开停比下地源热泵U型地埋管地下换热器的传热过程进行了数值模拟,探求不同开停比下地埋管换热器内水温和地埋管管壁温度的变化规律,以期找到地下换热系统运行优化的最佳手段。     

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。     

竖直地埋管换热器优化设计与模拟软件

本文首先讨论了地源热泵系统竖直埋管地热换热器的理论传热模型及其解析解,然后详细介绍了根据这一模型开发并完善的地热换热器设计和模拟计算软件"地热之星GeoStar V3.0"。该软件除了根据负荷设计计算地埋管的总长度以外,还可计算系统的热泵能耗、地埋管换热器的换热量、孔壁的温度变化以及其他性能参数。GeoStar V3.0还增加了设计太阳能辅助地源热泵系统的功能,可对热负荷占优的建筑进行太阳能集热器与地埋管换热器联合运行的优化设计。本文最后针对某一地源热泵示范工程进行了设计计算。使用结果表明,软件中采用的理论传热模型和设计计算方法可以较精确地用于指导工程实践与相关的科研项目。     

地源热泵地埋管换热器传热研究(4):系统耦合运行特性

采取数值计算与解析计算相结合的方法,在构建地埋管换热器与地上机组耦合模型的基础上,研究了夏季变热流边界条件下单U形地埋管换热器与地上机组耦合运行的非稳态特性。分析了连续运行工况和间歇运行工况下地源热泵机组COP、单位管长换热量、埋管进出口流体温度及钻孔壁面平均温度随运行时间的变化规律。     

地源热泵复合式系统在长沙项目的应用

本文介绍了由地埋管换热器和辅助燃气锅炉以及天棚辅助制冷方式组成的复合式地源热泵空调系统在长沙项目中的实际应用情况。采用集中设置热泵机组,以地埋管换热器作为全年冷热源主体,夏季采用天棚辐射系统辅助降温,冬季采用燃气锅炉辅助加热。系统设置了夏季制冷的板换机组,提供了＂夏凉＂措施,提高了长沙项目的产品价值。     

地埋管换热器夏季运行特性实测研究

通过对南京典型办公类、医院类和住宅类建筑中地源热泵系统运行参数进行一个夏季的连续测试,分析这3类不同建筑内地埋管换热器出水温度的变化特性,同时将地埋管出水温度和室外湿球温度进行比较分析.结果发现:实际运行中室外气温、运行工况和建筑负荷特性对地埋管出水温度变化都产生影响,有些地源热泵中地埋管出水温度高出室外湿球温度许多,与空气源热泵相比不具有节能优势.分析了地埋管设计和实际运行中出现的问题并提出建议.     

基于耦合法的地埋管换热器设计软件的研发

由于地埋管换热器与土壤换热的复杂性,其设计一直是地埋管地源热泵技术的难点.介绍了一种基于地埋管地源热泵动态模型的设计方法,综合考虑了地下土壤热物性、热泵机组的动态特性及建筑的动态负荷模型等,开发出了具有操作简便、交互界面的软件,为地埋管地源热泵的设计提供技术支持.     

别墅建筑的间歇使用对其地埋管地源热泵系统影响的分析

由于别墅建筑相对于普通住宅在使用时间上具有很大的灵活性,因此在别墅建筑中使用地埋管地源热泵系统必然会给系统的设计和运行带来一定的影响.本文结合工程设计实例,运用建筑环境设计模拟分析软件DeST-h和地热换热器设计及模拟专用软件"地热之星",讨论了别墅间歇使用对建筑负荷、地埋管换热器地下传热、机组功率及辅机容量、机组能效比及系统经济性的影响.分析可知别墅间歇使用可以改变土壤温度的变化规律、增强传热并实现更佳的热泵运行工况.     

北京某住宅小区复合式地源热泵空调系统方案设计

该方案为由地埋管换热器和辅助冷热源组成的复合式地源热泵空调系统,采用分散设置热泵主机的水环热泵系统,以地埋管换热器作为全年冷热源主体,夏季采用湖水辅助散热,冬季采用燃气锅炉辅助加热.系统设置专门的热泵供应生活热水,一方面充分利用建筑物周围的空地设置埋管,另一方面应用辅助散热(加热)系统满足供热和制冷的高峰负荷,降低了系统的初投资,提高了系统经济性和运行的可靠性.     

地源热泵在实际工程中的应用与研究

进行了U型垂直埋地换热器的研究，为地源热泵系统的设计提供了理论依据。结合天津市梅江居住区一综合办公楼实际工程做了大量的单井(桩)实验，测试了该地区埋管单位管长换热量，并通过冬季、夏季的系统运行，获得了该地区埋地换热器及示范工程系统全年运行的性能数据，为地源热泵系统的进一步优化设计奠定了良好基础。     

新武汉火车站地源热泵系统设计

以武广高铁新武汉站为例,探讨了大型铁路客站地源热泵系统设计关键问题。基于土壤热响应测试数据,计算了地埋管系统容量以及辅助冷源容量,对地埋管环路进行了优化设计,进行了相应的技术经济性分析。     

地埋管地源热泵热水供应系统运行性能的影响因素

建立了地埋管地源热泵热水供应系统实验平台,研究了环境温度、间歇/连续运行工况、管内循环液流速等对地埋管换热器换热能力的影响,并研究了地埋管换热器周围土壤温度场的变化.结果表明,地埋管地源热泵热水供应系统基本不受环境温度的影响;采用间歇运行,有利于提高地埋管换热器的换热能力;地埋管换热器平均单位井深换热量随管内循环液流速的增大而增大,但当流速增大到一定程度时,其增幅趋于平缓.     

土壤源热泵的节能应用

概述了土壤源热泵系统的概念和特点.结合工程实际,对土壤源热泵中央空调系统的初投资及运行费用进行了分析,并与风冷热泵和VRV中央空调系统进行了比较,说明采用该系统进行供冷、供暖能够产生良好的节能效益,具有广泛的推广价值.另外对该系统中出现的排热量与取热量不均衡的问题,也提出了切实可行的方案,即在室外增设冷却塔进行辅助散热...     

某别墅地埋管地源热泵空调系统设计与测试分析

介绍了该别墅地埋管地源热泵空调系统中地埋管换热器的计算方法。给出了一组冬季和夏季的运行数据。数据表明,该空调系统的供热量、制冷量、性能系数等基本能达到设计指标,冬季的换热器吸热量略小于设计值,应考虑适当的余量。     

长春地区竖直埋管式地下换热井温度变化研究

针对竖直地埋管地源热泵系统运行特点,开发了地下换热井的测温系统.测量了地源热泵系统运行前换热井内的初始温度,推导出了适合长春地区的初始地温拟合方程.测量了地源热泵系统冬季供暖运行工况下地下换热井内的温度变化数据,总结出该地区冬季供暖时换热井内温度的变化规律.     

土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统

以平衡电网负荷、削峰填谷及利用可再生浅层地热能为基本出发点,提出了土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的新设想.该集成系统将蓄冷装置与地下埋管换热器合二为一,在夏季空调工况时,利用电力低谷时段的廉价电力,将冷量全部或部分储存到土壤中,以供白天用电高峰期空调使用;在需供冷的过渡季,系统按土壤耦合热泵系统的供冷工况运行,将系统的冷凝热排至土壤中,为冬季供暖储备热量;供暖季节,系统按土壤耦合热泵系统的供暖工况运行,土壤作为热泵系统的低位热源.介绍了该集成系统的形式、技术特点及核心研究内容,并在前期研究工作的基础上对影响集成系统运行特性、冷量损失的因素进行了较全面的总结.     

太阳能-地源热泵串联复合式系统的性能研究

对于总热负荷与总冷负荷不平衡的建筑,单独采用土壤源热泵系统供暖或供冷时,系统运行末期土壤温度发生很大的变化,降低了系统的运行性能。针对此类建筑,搭建太阳能-土壤源串联复合式热泵系统,从集热器单位面积流量、存储水箱体积的影响因素出发,研究供暖期热泵机组蒸发器侧进水温度、系统运行性能和能耗的变化情况,为常规土壤源热泵系统引起的土壤热平衡问题提出解决方案,为今后的实际工程设计及应用提供参考依据。     

地源热泵系统中地下热堆积问题的解决方案

通过应用DeST软件模拟出某建筑其全年逐时冷热负荷,并针对地源热泵系统中出现的排热量和取热量的不均衡,提出了切实可行的方案,即增设室外冷却塔的方法.重点介绍了冷却塔的选型,对同类工程有一定的参考意义.     

地源热泵的地埋管群换热特性研究

结合武汉某实际工程的地埋管群阵列布置情况和地源热泵系统的运行情况,对典型区域的地埋管群运行5年中的埋管换热特性进行了动态数值模拟和分析.提出了温度偏离度和换热保证度的概念,并研究了二者在地源热泵长期运行过程中的变化规律.建议尽量减小冷热负荷不平衡率,以保证地源热泵系统稳定可靠的运行.