跨季节空气-土壤蓄热式热泵系统运行特性分析

为解决严寒和寒冷地区单供暖土壤源热泵系统长期运行出现的土壤温度逐年降低问题,在充分利用现有设备的基础上,新增蓄热系统,与原系统结合使用,形成跨季节空气-土壤蓄热式热泵系统,包括直接蓄热和间接蓄热2种类型。以石家庄某单供暖住宅楼为例,利用TRNSYS软件建立跨季节空气-土壤蓄热式热泵系统仿真模型,并利用实测数据对模型进行验证。通过正交试验得到蓄热式热泵系统以总费用为评价指标时的最优方案,分析系统在最优方案下连续运行10年时的性能。结果表明：在土壤温度为10.6℃时,设置直接蓄热系统后土壤平均温度上升为15.2℃,土壤热平衡率为80.7%;在土壤温度为8.3℃时,设置间接+直接蓄热系统后土壤平均温度上升为15.5℃,土壤热平衡率为84.8%;与燃气锅炉相比,直接蓄热式热泵系统、直接+间接蓄热式热泵系统分别可节约供暖费用223.20万元和191.12万元,与燃煤锅炉相比,蓄热式热泵系统的环境效益显著。     

土壤源热泵热平衡的验证

针对土壤源热泵系统热平衡失调现象,提供系统类型和系统实际使用情况下冷热平衡的分析方法,验证土壤源热泵系统设计的合理性,确保土壤源热泵系统常年稳定、高效地运行。     

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。     

土壤源热泵系统热平衡问题的探讨

土壤源热泵系统热平衡问题严重影响着热泵机组的运行效率.通过对土壤蓄热过程、土壤恢复性能以及间歇运行策略的分析,阐述了通过合理的设计和运行控制来充分利用“浅层地热能”这种可再生能源的重要性.冷热负荷的差异是引起土壤热平衡问题的根本原因,但不是唯一的原因.优化的设计和正确的运行管理可以充分的利用土壤自我恢复能力,有助于达到系统持续稳定高效运行的目的.     

某办公楼地源热泵空调系统设计与总结

在上海及其周边地区，建筑物夏季空调冷负荷大于冬季热负荷，地源热泵埋管的区域存在热积累，出现严重的冷热负荷失衡，导致土壤温度逐年升高，影响系统长期运行效能。采用辅助冷却复合地源热泵系统，能很好地解决土壤热平衡问题，同时也可有效降低系统（地下埋管）投资，提高系统的运行节能效果。夏季普通冷负荷时，完全依靠地源热泵供冷；夏季冷负荷较大时，即空调主机冷凝出水温度达到37℃时启用辅助冷却装置，使辅助冷却装置和地源热泵机组联合运行。     

土壤源热泵地下换热与热平衡的几个技术问题探讨

本文主要对土壤源热泵地下埋管换热的放热与取热能力、土壤热物性以及地下水的流动对土壤换热能力影响进行了分析,对长江流域土壤热平衡问题处理与系统运行的效率进行比较。     

独立双埋管太阳能辅助土壤源热泵系统模型建立与影响因素分析

太阳能辅助土壤源热泵复合系统是严寒寒冷地区实施清洁供能的重要手段之一。在该系统中,太阳能集/蓄热系统与土壤源热泵系统有不同的连接方式和运行模式,太阳能系统的运行时间直接影响土壤的热恢复程度。本文基于TRNSYS平台建立了可全年进行蓄热的太阳能辅助土壤源热泵复合系统,提出了独立双埋管土壤蓄热器模拟计算方法,并与现场测试数据进行了对比验证。基于大连市公共建筑实际工程,通过正交试验设计及TRNSYS模拟全面研究了系统运行参数,得到对系统运行能耗与土壤温度变化率有重要影响的运行参数并分析了其影响规律。结果表明：系统运行能耗与冬季热泵供水温度、负荷侧水流量、土壤侧水流量均呈正相关,与夏季热泵供水温度呈负相关;当累计供热供冷量比为1.31时,系统运行能耗与蓄热启动温度呈负相关;当累计供热供冷量比为2.32时,与蓄热启动温度为正相关;当累计供热供冷量比为1.77时且蓄热启动温度为35℃时,系统运行能耗最低。土壤温度变化率与蓄热启动温度呈负相关。应根据系统累计供热供冷量比来相应调节太阳能系统运行时间和运行参数。     

空气源热泵辅助吸收式地源热泵系统的适用性分析

针对严寒地区集中供热系统能源利用效率低的问题,结合该地区应用地源热泵系统存在土壤吸/排热不平衡的问题,本文提出将一次网的高温蒸汽(热水)作为吸收式热泵发生器热源的地源热泵系统,利用空气源热泵保障地下换热系统热平衡。介绍了复合系统的运行模式,确定了系统的运行控制策略,选取哈尔滨地区某办公建筑对系统的全年运行性能进行分析。通过计算,系统平均综合性能系数为2.1,相比传统的供暖空调方式节能33.1%。该系统全年运行土壤取/排热不平衡率为3.8%,可以保证土壤温度场以年为周期的热平衡;系统可以长期稳定运行。     

夏热冬冷地区混合式地源热泵系统控制策略

建立用于某办公建筑的冷却塔辅助散热型混合式地源热泵系统模型,以夏热冬冷气候条件下的长沙、上海和武汉地区为例,模拟混合地源热泵系统分别以地埋管出水温度、地埋管出水与环境温差、冷却塔运行时段作为辅助散热启停的控制信号的控制策略,运行20年后地埋管附近土壤平均温度及机组性能。研究各控制策略对不同地区的适用性。结果表明,3种控制策略在夏热冬冷地区的不同地区均表现出对系统能耗和土壤温升相近的影响规律,且均可以通过合理的参数设施实现运行20年后土壤维持热平衡。     

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。     

热泵型空调系统分类刍议

热泵是一种既可以供热又可以制冷的高效节能环保型空调系统.针对热泵型空调系统的分类问题还存在很多不同的看法和争议的现状,笔者提出自己的一些观点,并指出常规认识中的一些误区.此外,在简单介绍水环热泵系统原理的基础上,对一些在使用中比较模糊和容易混淆的几个概念进行了区别和分析,并得出水环热泵事实上应该是一种空气源热泵的结论.     

土壤源热泵系统热回收运行性能分析

通过土壤源热泵系统的运行性能分析,认为采用系统热回收的方案,夏季既能减少向地下排放热,又能提高冷水机组的工作效能;春、秋季节地下换热器的换区运行,能平衡各井区被吸收的热量,还能使各井区得到较长间隙的恢复;冬季因系统热回收运行,地下换热器出水大于16℃,使空调机组与热水机组的工作效率高且稳定.     

基于空调排风的空气源热泵的节能特性分析

分析了空调系统的排风热和空气源热泵的性能参数,并比较了空气源热泵在以空调系统排风和室外空气为低温热源时的性能参数,得出了在以空调系统排风为低温热源时能较大的改善空气源热泵的性能参数.最后分析了以空调系统排风为低温热源时空气源热泵的节能性.     

空气源热泵耦合太阳能及余热用于升压站供暖的研究

风电场、光伏发电站等工程的升压站,一般远离集中热源,冬季多采用“电暖气+热水器”的传统方案,能源利用效率低,增加了电能消耗,降低了项目收益。提出“空气源热泵耦合太阳能及余热”的供暖方案,为升压站提供了可靠的热源,并提高了能源利用效率,降低了运行费用。升压站内电气设备间有大量的40℃左右的排风,可以作为空气源热泵的低温热源,解决了空气源热泵低温时效率低的弊病;空气源热泵生产出热水,并设置太阳能热水器进一步提高水温满足供暖要求;设置单独的蓄热水箱适应供暖负荷变化并解决一部分生活热水需求。以北京某风电场工程为例,阐述了这一系统的优缺点以及推广的必要性和可行性。分析表明,在最冷时该系统仍可以高效、稳定的运行,投资回收期短,为寒冷地区空气源热泵的应用提供了参考依据。     

在福州地区以天然能源为热泵冷热源的应用前景

以夏热冬暖地区城市-福州的气候、水文条件为基础，结合一住宅全年空调负荷的DOE-2．1模拟结果，分析在福州采用天然能源作为热泵的冷热源的应用前景，结果表明：（1）全年绝大部分时间内适合利用空气作为冷、热源；（2）闽江、内河周边的用户适合采用水源热泵；（3）温泉聚集地区不适合采用地下水和岩土作为冷源；（4）夏季适合联合使用岩土和辅助散热装置作冷源，冬季只使用岩土作热源。     

土壤源热泵地下垂直埋管换热器常用传热模型的研究

本文介绍了土壤源热泵的国内外研究现状以及三种常用的埋管换热器传热模型,分析了这三种模型各自具有的特点和适用条件.并对传热模型的选取提出了自己的观点,为特定条件下如何选取合适的模型提供了一定参考.     

空气源/污水源复合热泵系统设计与应用

基于公共浴室热水生产设备节能减排改造的需要,本文设计了可回收洗浴废水余热的空气源/污水源复合热泵热水系统,在合肥工业大学屯溪路校区建立了应用示范工程,进行了运行测试和应用研究工作。结果显示:在8℃±1.2℃的环境温度、50℃供水设定温度的运行条件下,通过预热器和污水源热泵机组进行余热回收,洗浴废水温度从30.6℃降低至15.5℃,热回收的能量约占热水生产总能量的1/3;在10℃±1℃的环境温度、45℃供水设定温度的条件下,复合热泵系统的能效比为3.45,与单独运行空气源热泵的2.96相比,能效提高16%;与传统的燃气锅炉设备、电热水器对比分析,复合热泵系统可分别节约运行费用53.3%、72.4%,节能、环保和降费的优势明显。     

地源热泵变热流线源模型介绍与仿真计算

传统的地源热泵常热流线源模型在建模时忽略了诸多因素，在应用上还存在局限性。通过考虑在变热流情况下的传热，在传统的常热流线源模型上发展出了一种改进的变热流线源模型，从而扩展了线源模型的应用范围。     

水源热泵系统冷凝热利用的节能分析

建立了水源热泵冷水机组主要部件的？方程,结合实例对冷水机组的制冷和冷凝热回收两种运行工况进行了？损失和？效率的计算,并对比分析计算结果,可知机组的？效率由38.1%提升至43.5%,从能源质的角度表明了水源热泵系统中运用冷凝热利用技术的节能性。另外,结合生活热水制备中的工程实例,计算冷凝热回收与燃气锅炉及电加热等传统热水制备方式的运行能耗,分析冷凝热回收在生产生活热水中的节能效益,得出热回收系统相比于另外两者的一次节能率均达90%以上,节能效果明显。     

浅谈海水在热泵空调系统中的应用

对于我国具有丰富海水资源的沿海城市来说，海水温度冬季较室外温度高，夏季较室外温度低，因此若能将海水应用于空调系统中，海水应该说是一种天然理想的冷热源。目前国外尤其是瑞典对海水源热泵的研究与应用已有二十几年的历史，而国内在这一方面尚缺乏实验研究。本文以青岛某厂综合楼海水源热泵工程为例，分析了该系统的工作原理，并对海水应用中的问题进行了简要的探讨。