土壤源热泵地下埋管传热强化与控制的试验研究

为了探讨土壤源热泵地下埋管传热强化及其控制的有效措施,基于相似理论搭建了垂直U型地下埋管换热模型试验台,进行了不同回填材料、不同间歇运行控制模式及不同进口温度对埋管周围土壤温度场及换热性能影响的试验测试;建立了垂直U型埋管准三维非稳态数值传热模型,分析了间歇运行与进口温度对土壤温度分布与埋管换热性能的影响.研究结果表明:导热性能好的回填材料能有效提高地埋管的换热能力,但考虑到两支管间热短路的增加,回填材料导热系数并非越大越好.同时,埋管换热量随运停时间比的减小和进口温度的增加而增大;此外,垂直地埋管可利用传热温差上层高于下层,因此,地埋管换热主要集中在中上层土壤.试验验证表明,所建数值模型能较好地模拟地下换热过程,其预测精度在5％以内.     

地源热泵地下换热系统热响应测试及分析

土壤源热泵的应用具有地域特性,不仅不同地区应用情况不同,就是同一地区因地质条件的差异而有所不同,所以土壤特性的测试工作十分重要.本文根据上海某展示中心项目地下换热系统测试,对地埋管换热器系统的热响应进行了测试和分析.     

垂直埋管换热器布置形式对地下换热特性的影响分析

基于地源热泵地埋管换热器钻孔内准三维传热模型和钻孔外有限长线热源模型,采用温度叠加原理,编写地下换热系统计算程序,通过引入管群横截面水力半径的概念,研究了管群不同布置形式对地埋管换热器换热效果的影响。研究结果表明:在匀强交变脉冲热流作用下,当向地下吸热放热平衡时,管群的布置形式对地埋管换热器换热影响不显著;当吸热放热不平衡时,管群的布置形式对地埋管换热器换热影响较大,水力半径小的布置换热效果较好;并推出即使地埋管换热器向地下土壤吸热放热不平衡,只要不平衡率不高,通过设计合理的管群布置形式,单独的地源热泵空调系统依然可以长期正常运行。     

基于埋地换热器的强化传热研究现状及展望

地埋管换热器作为直接与岩土接触进行取/释热装置,其换热性能决定了土壤源热泵系统的运行效率。地埋管换热器强化传热研究旨在提高土壤源热泵系统运行效率及地能利用率。通过对土壤源热泵地埋管换热器的研究进行综述,论述了地埋管换热器的研究现状及发展动态,分析影响地埋管换热器换热的主要因素及强化换热措施。兼顾理论知识及工程特点,提出目前研究存在的问题,指出日后研究方向及重点,并对土壤源热泵的发展进行展望。     

地埋管换热器传热特性模拟与试验研究

利用土壤源热泵试验系统,进行不同埋管间距下夏季连续运行试验,用FLUENT软件建立竖直U型地埋管换热器与土壤间的传热模型,对不同管间距的U型地埋管周围土壤温度场和地埋管换热器传热特性进行了数值模拟,将数值模拟结果与试验数据进行对比分析。通过分析,得到了不同埋管间距对土壤源热泵系统性能的影响大小,以及地埋管周围土壤温度场的变化对地埋管换热器换热性能影响规律,验证了所建立的模型和所用模拟条件的正确性。     

基于准三维模型的垂直U型埋管换热特性影响因素的分析

为了探讨各因素对地源热泵地下埋管换热特性的影响,建立了同时考虑流体温度沿程变化与U型两支管热干扰的垂直U型埋管准三维传热解析解模型.基于模型求解,分析了回填物与管材导热性、管脚间距、循环流体流量及钻孔深度等对埋管换热特性的影响.结果表明:回填物与管材的导热性、管脚间距及循环流体流量的加大均可以强化地下换热器的换热效果.但回填物导热性不可无限制增大,其大小要考虑对增大管脚热干扰的影响及其与管脚间距的相互关联性,应对两者进行优化设计.同时,流体流量的加大会增加单位埋管换热量,但其增加幅度越来越小,应以流动阻力增加作为限制条件,采用变流量调节来进行优化.此外,单个钻孔不宜太深,以免降低单位埋管换热能力.试验验证表明,所建模型具有一定的预测精度,其最大预测相对误差在3％以内,可为地埋管换热器传热特性分析及其优化设计提供参考.     

天津地区双U型地源热泵地埋管换热器性能模拟研究

针对地下水位变化对地源热泵垂直地埋管换热器性能的影响,以天津某工程为例,根据土水特征曲线确定了土壤垂直方向含水量分布和热物性变化,并基于FLUENT软件建立了双U型地埋管换热器的三维非稳态传热模型,对不同工况下的换热器性能进行了数值模拟,将模拟结果与试验结果进行了对比分析。进一步,模拟研究了不同地下水位对换热器性能的影响,其结果对于地下水位变化显著地区地源热泵工程设计、管理具有较好的指导意义。     

垂直地埋管地源热泵系统安装工程中常见问题浅析

地源热泵系统是一种利用地下浅层的恒温地热资源,通过输入少量的高品位能源,实现热能转移的高效节能的空调系统。主要阐述了垂直地埋管地源热泵空调系统施工过程中的一些常见问题,逐一进行分析并提出了解决方法。     

不同入住率下住宅小区复合式地源热泵系统运行策略的研究

针对住宅小区不同入住率条件下复合式地源热泵系统运行策略优化问题,以合肥市的某住宅小区为研究对象,应用TRNSYS模拟软件建立小区复合式地源热泵系统仿真模型,分别对入住率为100%、70%、50%、30%4种情况进行了仿真模拟,以地源热泵系统全年能耗及土壤温升为优化依据。结果表明:在高入住率情况下,当地埋管出口水度大于22℃时开启冷却塔为最优运行策略;在低入住率情况下,夏季靠地埋管+冷却塔散热、冬季从地埋管吸热的运行控制策略最优,极低入住率(30%以下)情况下,采用夏季靠地埋管散热、冬季从地埋管吸热的地埋管地源热泵系统更加经济。研究内容对住宅小区的复合式地源热泵系统设计和运行有一定的参考价值。     

夏热冬冷地区土壤源热泵运行特性的研究

根据对夏热冬冷地区土壤源热泵夏季运行性能的实测,对夏热冬冷地区某办公楼土壤源热泵系统夏季制冷工况的连续运行特性与间歇运行特性进行了试验研究。实测结果表明:夏热冬冷地区夏季土壤进入准稳态阶段所需时间约7~8 h,其单位埋管换热量及系统COP分别为47.7~49.3W/m和2.34~2.52,平均值分别为48.3W/m和2.37。同时,根据建筑负荷特性,在满足房间舒适度的前提下,采用可控间歇运行方式来合理地调节开停机时间比例,可改善埋管周围土壤温度变化趋势、弥补地下传热慢的不足、强化地下传热过程,从而提高浅层地热能的利用效率。     

混合式地源热泵夏季运行的试验研究

分析了混合式地源热泵的控制方法和控制参数。通过试验对比了在相同运行方式下冷却塔与地埋管串、并联时混合式地源热泵的运行结果,得出了基于系统综合效率与热平衡条件下的南京地区较合理的混合式地源热泵连接与运行方式。     

富水土壤源热泵供冷采暖机组运行特性研究

介绍了作者自主设计实施的土壤换热器与冷却塔并联的耦合型地源热泵空调系统,运用单因素方法,研究了冬夏两季热泵机组的运行特性;研究结果表明:夏热冬暖地区,本实验系统夏季采用热泵机组匹配土壤源释热的制冷效果一般,制冷工况热泵机组能效比约3.66,系统能效比约2.7;冬季采用热泵机组向建筑物供暖效果较佳,系统能效比达3.4以上.     

土壤源热泵系统模拟和经济性评估研究

在线源理论的基础上建立了土壤源热泵系统的模拟模型,该模型可以用于土壤源热泵系统的全年运行模拟,预测土壤源热泵系统的能耗情况;对于土壤源热泵系统的经济性评估,提出了地下换热器换热成本的概念,并导出了地下换热器换热成本的通用计算方法。本文中的模型可以对土壤源热泵系统的设计方案进行经济性评估,以便设计人员选取经济性较好的方案。     

地源热泵系统地下换热器的施工技术

地下换热器是地源热泵系统中的关键技术之一。本文在工程施工的基础上，对该系统的施工技术进行了进一步的研究，其中包括工程钻孔问题、注浆过程等方面，其研究结果可以应用在该系统的设计、施工中，对实际工程有较强的指导意义。     

某医院住院楼地源热泵热水系统性能测试与研究

简单介绍了某医疗建筑的能耗情况和医院的工程概况,并对本医院的供热水系统——地源热泵系统的运行情况进行测试和性能研究,包括对机组冷冻水的进/出温度的测试、土壤换热器吸热效率的测试、机组的能效测试等,并分析冷冻水的进/出温度、流量及其他因素对系统能耗产生影响情况,并得出系统冷冻水流量在4.3～4.8kg/s范围内为最佳流量段,此时土壤换热器的吸热效率较高,土壤换热器单位管长换热量在35.5W/m左右,机组的能效比值达4.0及以上,系统的能效比达3.7及以上;最后对本系统进行了节能计算及效益分析,可看出此系统节能效益非常可观。     

空气源蓄热式土壤源热泵系统模拟研究

提出了空气源蓄热式土壤源热泵系统,该系统将夏季自然空气热量蓄存于土壤中,冬季再由热泵取出供热,即实现了可再生能源的移季利用又能解决严寒地区应用土壤源热泵引起的土壤全年总取热量与总排热量失衡的问题.为研究系统运行特性,建立了系统全年仿真模型,并以哈尔滨某建筑为例进行了模拟计算.结果表明,经移季蓄热埋管管壁处土壤温度升高了3.2℃,显著改善了热泵运行条件,使得供暖保证率达到了99.5％,热泵性能系数为3.99,系统全年供热性能系数为2.56.证明了该系统在严寒地区应用是可行的.     

微型电动汽车热泵空调系统设计与试验研究

为了提高某微型电动汽车有效续航里程,对其原有空调系统及换热器进行了改进设计与研究,新热泵空调系统采用4个电磁阀对其冷暖模式进行切换,通过焓差室对换热器和系统的性能进行了测试.首先比较了两种不同流程布置室外微通道换热器的换热能力;进而分别将原空调系统换热器和所设计换热器应用于该热泵空调系统,试验研究了压缩机转速和环境温度...     

封闭环路地源热泵地下换热器的选择和设计

详细说明了封闭环路地源热泵地下换热器的选择原则,列出了设计地下换热器的基本步骤。