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。     

土壤源热泵系统土壤热平衡的评价方法研究

为了使土壤源热泵系统能够长期高效的运行,需要保持土壤以年为周期的热平衡,必要时需添加辅助冷热源。本文提出了一种土壤热平衡的评价方法,给出热平衡方程,并定义土壤年热平衡率,得出土壤热平衡点Δ_g~0,浮动范围80%Δ_g~0~120%Δ_g~0,其上下限分别对应冷临界地区和热临界地区。根据示范工程所做出的蓄热、供热、供冷实验数据,得出了系统的热平衡点为80%、浮动范围为65%~95%,这可作为衡量土壤热平衡的指标,并可评价得出太阳能季节性蓄热土壤源热泵(GCHPSSHS)系统适用于我国的严寒地区以及部分寒冷A区。基于年热平衡率的土壤热平衡评价方法可以分析添加辅助冷源和热源的土壤源热泵系统的土壤热平衡问题,并可用于评价系统的地区适用性,设计能保持土壤热平衡的高效系统。     

住宅地源热泵系统设计及冬季运行性能分析

本文对扬州某住宅小区地源热泵系统进行了设计计算,测试并评估了地源热泵系统的冬季运行性能,结合小区全年空调能耗数据分析了系统的热平衡问题。结果表明:该地源热泵系统需要1 087口竖井进行换热,测试期间地埋管出口水温为8.5～9.0℃,机组性能系数为3.67～4.17,系统性能系数为2.66。系统性能系数较低的主要原因可能是:一方面,结合测试数据得出,低部分负荷率下系统小温差大流量运行,导致水泵能耗较高;另一方面,结合小区全年空调能耗数据得出,系统冬季取热量和夏季放热量不平衡,导致土壤温度有所下降。     

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。     

重庆某医疗建筑复合式地源热泵系统分析

针对重庆市某医疗建筑实际案例,以保证系统安全性、稳定性、运行能效及土壤热平衡为目的,对复合式地源热泵系统的设计方案与运行策略进行了分析总结。经过校核,若应用此设计方案与运行策略,此工程冬夏季土壤热不平衡率为9.42%,满足热平衡要求。并对实测数据进行分析,结果表明系统在冬季的平均能效比为3.64、夏季平均能效比3.94,保持了较高的运行效率。     

应用于学校建筑的跨季节蓄热太阳能-土壤复合热泵系统运行特性试验研究

对在北京一所小学建立的跨季节蓄热太阳能-土壤复合热泵系统进行为期约一年的试验研究,重点分析太阳能集热系统的运行特性和土壤蓄放热效果,以及二者联合运行时对土壤热平衡的影响。结果表明,在现有运行策略下,太阳能蓄热水箱在过渡季、供热季和制冷季的进、出水温度呈现出不同的变化规律。试验期间,太阳能集热系统的净蓄热量为44 909.02 MJ。二者联合运行工况下,土壤吸排热的不平衡率由单一土壤源热泵的77.95%降低为67.69%,采用太阳能跨季节蓄热可以补充一部分热量,但无法完全解决土壤的热平衡问题,这是由本系统夏季实际运行时间过短、冬季实际运行时间过长造成的。     

夏热冬冷地区混合式地源热泵运行方法研究

通过对合肥地区几类典型建筑进行全年能耗模拟,得出各类建筑冬、夏季地埋管换热器吸／排热的比例;结合某具体混合式地源热泵实验,分析出基于全年地埋管换热器“热平衡”的不同类型建筑应用混合式地源热泵的控制方法和控制参数。     

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。     

档案库房地源热泵空调系统设计及模拟分析

由于档案保存的特殊性,需要全年恒温恒湿的环境,能耗很高。地源热泵系统采用土壤作为冷热源,是节约能源的有效手段。采用地源热泵系统能有效符合节能型档案馆建设的需要。而针对上海闵行区档案馆地源热泵系统冬夏冷热负荷不平衡问题,采用了热回收技术予以解决。模拟分析结果表明,在条件允许时,应适当加大埋管深度,同时采用热回收技术不会影响机组运行性能,并能缓解土壤热堆积问题。     

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.     

并、串联连接混合式地源热泵比较

在综合考虑了混合式地源热泵地埋管全年热平衡和制冷时空调系统的整体运行效率基础上,通过实验确定了南京地区比较合理的混合式地源热泵控制方法和控制参数,并在相同运行方式下对比了冷却塔与地埋管串、并联时混合式地源热泵的运行结果,得出合理的混合式地源热泵连接与运行方式.     

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。     

地源热泵与太阳能结合在高寒地区的应用

地源热泵技术在我国内蒙古等高寒地区使用时,因冬夏换热不平衡,通过太阳能系统补充地下土壤换热的热量,能够保证地下系统全年冬夏的热量平衡及地下换热系统长久使用不衰减,有效提高了整个系统的能效比。以内蒙古某一工程为案例,分析计算全年的不平衡率和配置太阳能面积的方法。     

地源热泵间歇运行方式对地温恢复和机组能效的影响研究

优化地源热泵的运行管理策略,降低土壤热不平衡对地源热泵机组性能的影响,是保证地源热泵机组长期稳定高效运行的重要措施.以天津市某办公楼的地源热泵系统为研究对象,对其多年运行之后的土壤温度变化和系统能效变化进行了模拟分析,分析比较了不同间歇运行方案下得到的土壤温度和热泵机组能效的变化.结果表明,地源热泵机组连续运行30年时,土壤温度受热不平衡的影响,呈逐年波动式上升,前15年上升幅度较大,后15年增幅较缓.地源热泵系统间歇运行将有利于地温的恢复,机组的启停比对地源热泵系统土壤温升的累计影响显著大于运行起止时间对土壤温升的影响.研究结果可为地源热泵系统的运营管理提供重要参考与借鉴.     

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。     

地源热泵系统优化分析

通过对已有工程案例的经验数据分析,旨在阐明地源热泵系统原理及应用特殊性等内容,重点针对地下土壤的热平衡理论,结合运行效果,提出增加辅助系统的混合式地源热泵系统,以满足多个工程项目对地源热泵系统的适用性及合理性要求。     

基于全年热平衡的混合式地源热泵运行特性的实验研究

通过实验分析得出混合式地源热泵在工程应用中的意义。指出合理的混合式地源热泵冷却塔与地埋管的连接方式,在综合考虑地源热泵地埋管全年吸热排热平衡与地源热泵系统效率的基础上得出混合式地源热泵的合理控制方式和控制参数。指出地埋管单位井深换热量无明确的意义,提出地埋管单位井、地埋管内换热介质与土壤原始温度单位温差换热量的意义,并在本实验中给出地源热泵机组制冷效率与地埋管出口水温的关系。     

浅议土壤源热泵系统群控

1项目概述 青岛千禧国际村组团三（共17栋楼）所采用的是封闭式地层埋盘管的土壤源热泵系统,U型管埋管深度为80。其空调负荷设计由55台土壤源热泵机组共同承担,55台机组分为6个机房,分别位于地下室,为其承担的大楼提供空调冷水、热水负荷。另有1个冷却水换热机房,带有2套冷却塔和换热设备,在夏季不利工况运行时,土壤换热器排热不足的部分,由冷却塔进行辅助散热。图1为土壤源热泵机房系统图。     

土壤源热泵岩土温度限值计算方法研究

夏热冬冷地区土壤源热泵在全寿命周期运行过程中,冬夏季土壤吸放热不相等,可能导致大地蓄能失调进而引起系统运行效率下降。而目前关于土壤源热泵系统大地蓄能失调的判定仅停留在冬、夏季负荷比例上的估算,还没有形成一个评价大地蓄能失调的理论计算方法。针对夏热冬冷地区土壤源热泵全寿命周期运行过程中的大地蓄能失调评价方法,提出了以运行费用现值比较为评价参数的土壤源热泵系统的岩土温度限值的理论以及蓄能失调判断依据。     

地源热泵在川西北地区的应用研究

地源热泵是利用地表浅层土壤能量（地下水、土壤或地表水）作为冬季热泵热源供暖和夏季冷源进行空调的系统,地源温度全年相对稳定的特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高。该文对就地源热泵技术作了简单介绍,对主要的热泵供热形式,特别是地源热泵的技术特征、适用范围和经济性作了较详细的介绍,并对其在川西北地区实际应用中存在的问题进行探讨。