太阳能辅助地埋管地源热泵系统设计及实例分析

基于热平衡法提出了确定太阳能辅助地埋管地源热泵系统中太阳能集热器面积的方法。针对大连地区一公共建筑,提出了太阳能辅助地埋管地源热泵系统设计方案。采用TRNSYS软件对该系统运行参数进行了仿真模拟,结果显示,在保证建筑供热量的基础上,系统能长期保证热泵源侧换热器所在蓄热土壤平均温度呈周期性一致变化,且冬季热泵机组COP较无集热器工况显著提高。     

埋管设计对寒冷地区地埋管地源热泵系统性能的影响

基于动态系统仿真软件TRNSYS开发了地埋管地源热泵系统性能预测软件。以山西省贺职地区一个铁路站房的地埋管地源热泵系统为例,利用该软件计算分析了埋管间距和埋管深度对地埋管地源热泵系统长期运行性能的影响。结果表明:不采用补热措施时,地埋管地源热泵系统在寒冷地区长期运行将导致土壤温度持续降低且无法自主恢复,热泵机组的制热量和COP持续降低,室温不保证时间逐渐增加。增大埋管间距和埋管深度可延缓土壤平均温度和系统供热性能的下降,但不能遏止地埋管地源热泵系统性能的衰减。     

某图书馆地源热泵系统运行测试与模拟分析

本文以东华大学图书馆地源热泵系统为研究对象,对地源热泵系统全年运行进行测试,得到了热泵机组的供热量、吸热量及埋管周围土壤温度的变化情况;在实验数据基础上,采用CFD软件对地埋管周围土壤温度场进行模拟,并验证实验数据;研究表明,图书馆类公共建筑采用地源热泵间歇运行模式,土壤温度场恢复良好,地源热泵第一年投入运行无热堆积现象.     

地埋管地源热泵土壤温度场实验分析

利用地埋管地源热泵实验系统,研究了地埋管地源热泵在冬季供暖和夏季制冷工况下,埋管间距分别为5.65m和4m情况下,地下土壤温度随时间的变化;在夏季制冷工况下,对比了两种埋管间距下,地埋管热干扰现象对热泵机组运行效率的影响;研究了夏季制冷工况下,埋管间距为5.65m时,热泵采取间歇性运行方式下地下土壤温度随时间的变化。结果显示,埋管间距为5.65m时,周围土壤温度变化幅度较小,地埋管换热器换热效果更好,比埋管间距为4m情况下约节能13%;与连续运行方式相比,间歇运行方式下热泵机组的运行效率约提高7%。     

严寒地区地源热泵系统动平衡运行特性研究

本文依托哈尔滨地区某供暖示范工程,对地源热泵冬季动平衡运行状态进行研究,分析土壤温度,单位管长换热量,COP以及进出口温差随运行时间的变化趋势。实验结果表明:地埋管周围土壤温度虽然呈现不同程度的波动情况,但在一周内土壤温度共下降了0.72℃,下降率为0.1℃/d。单位管长换热量呈现先下降后上升再下降的变化趋势,下降速率为0.20 W/(m·d)。运行过程中机组COP和系统COP都出现了不同程度的波动且呈现下降趋势,机组COP和系统COP平均每天下降速率分别为0.048、0.023。循环流体进出口温度以及温差的下降量分别为0.35℃、0.56℃、0.14℃。为使地源热泵系统能够持续高效运行,可采取地源热泵-太阳能联合或者地源热泵-锅炉联合运行的方式进行供暖。     

土壤源热泵与太阳能耦合系统节能效果分析——以公屋展示中心为例

土壤源热泵与太阳能耦合系统将太阳能热水系统产生的盈余热量转移至土壤源热泵系统,保证热泵机组出水水温恒定,以提高土壤源热泵机组COP,减少对土壤温度场的破坏,提高系统整体运行寿命,进而降低了项目后期运行费用。以中新天津生态城公屋展示中心项目为例,通过数学建模,对该系统应用于北方地区的节能效果进行分析和论证,得出土壤源热泵与太阳能耦合系统是一种较适宜天津生态城地区的可再生能源综合利用的系统,并为北方地区建筑利用可再生能源起到了推进和示范作用。     

西北严寒半干旱地区太阳能地源热泵系统优化配比研究

通过对西北严寒半干旱地区太阳能-地源热泵系统的优化配比进行研究，达到提高系统性能的目的。以包头市居住建筑为模型，对3种不同太阳能与地源热泵联合运行的模式进行仿真，结果表明，集热器侧一部分接入地埋管出口端、另一部分接入热泵机组出口端的模式性能最优，系统运行20 a后的COP从5.48减小至4.99,降低了9%。提出了负荷比和循环流体的分流比，当集热器侧承担总热负荷的40%左右时，COP最高，较最优模式下的COP(5.48)提高了1.45%。集热器侧分流比为0.6时，较优化前的平均COP提高了6.8%。     

太阳能耦合地源热泵供暖系统的实验研究

太阳能耦合地源热泵系统的设计以太阳能为辅助、地源热泵为主,最大化地利用太阳能资源,在满足地板采暖制备的情况下,富裕的热量可以补充到生活用水当中。通过实验验证了太阳能耦合地源热泵供暖系统可以有效恢复土壤温度,提高机组性能系数,实现热泵长期稳定的运行。     

太阳能-土壤源热泵系统仿真建模及运行研究

基于太阳能-土壤源热泵系统各部件之间的耦合关系,建立了太阳能-土壤源热泵系统中热泵机组、地下埋管换热器、太阳能集热器及蓄热水箱等各组成部分的仿真模型,对某一实际工程应用DeST软件计算建筑物负荷,并建立了太阳能-土壤源热泵系统的模型,分析研究了该系统在动态和静态两种运行模式下的性能特征,并得出两种运行状态下系统平均制热性能系数COPh值分别达到3.5和2.98.     

某高校图书馆太阳能辅助地源热泵系统设计

基于贵阳市某高校图书馆的太阳能辅助地源热泵系统设计,首先介绍桩基螺旋盘管与水平地埋管相结合的地埋管换热器;然后利用De ST软件对该图书馆进行全年负荷计算,以此制定地源热泵-太阳能系统联合运行的热平衡方案,并介绍了热泵机组和太阳能集热器设备选型情况;最后,分析了地源热泵-太阳能系统相对于传统电制冷机组-燃气锅炉系统的节能效益和环保效益。     

严寒地区太阳能-地埋管地源热泵地板辐射供暖性能的实验研究

介绍了严寒地区太阳能-地埋管地源热泵供暖供冷示范工程,针对示范工程中太阳能-地埋管地源热泵与地板辐射供暖相结合的特点,提出了严寒地区太阳能-地埋管地源热泵系统的新型运行模式,并进行了初步的供暖实验研究.实验结果表明此运行模式节能效果显著,热泵平均COP为4.3,系统平均供暖性能系数达到8以上.     

太阳能-土壤源热泵供热水系统换热动态分析研究

土壤源热泵是一种高效节能的可再生能源利用技术,针对亚热带地区气候特点分析研究,建立了太阳能-土壤源热泵耦合供热水系统的仿真模型。应用该模型对工程实例进行设计分析,并采用C++编程模拟地下水渗流和土壤热物性动态换热对地埋管周围土壤温度的影响,为缓解地下土壤冷热负荷累积效应提供设计依据,从而进一步提高系统运行能效,促进太阳能-土壤源热泵供热水系统在建筑领域的推广应用。     

严寒地区地埋管地源热泵系统设计及运行优化

对某地埋管地源热泵系统冬季供热工况进行了优化实验.结果表明,系统连续运行时,6h后机组和地埋管换热器达到稳定状态,地埋管换热器单位埋深的取热量为24.5W/m;系统间歇运行时,土壤温度能及时恢复,系统的COP提高4.34％,机组的COP提高3.23％,2台压缩机工作时系统和机组的COP值最大,比4台压缩机工作时分别高12.2％和11％,2台压缩机运行、循环泵采用变频控制时,系统COP提高了12.5％;3台压缩机运行、循环泵采用变频控制时,系统COP提高了6.42％.     

冷却塔辅助冷却地源热泵技术经济分析

由于土壤温度的全年温度变化特性，地源热泵比空气源热泵具有更高的COP。但是当建筑以冷负荷为主时，若完全依靠地源热泵来供冷，则地下埋管换热器和热泵机组的初投资均比较高，热泵系统的循环效率也较低。采用辅助冷却复合地源热泵系统，可有效降低系统投资，提高系统的运行节能效果。在部分负荷时，完全依靠地源热泵供冷，在峰值负荷或冷负荷较大时，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。分析表明，采用冷却塔辅助冷却复合地源热泵系统在系统初投资和运行费用方面都具有一定的优势。     

空气——土壤双源热泵系统在我国北方地区的应用

土壤热不平衡是制约地埋管地源热泵在北方地区长期可靠运行的关键问题。耦合空气源补热器的复合地埋管地源热泵系统可充分利用土壤源和空气源的优势,从根本上解决该问题,满足用户供暖、供冷和供生活热水需求。空气源补热器从高温空气中取热,可运行于直接补热、结合热泵机组补热、结合热泵机组供暖和结合热泵机组供生活热水4种模式,通过增加补热和减少取热两方面维持土壤热量平衡。以TRNSYS为平台搭建系统模型,分析了该系统的长期运行特性及其在哈尔滨、长春、沈阳等不同地区的适用性。结果表明:该系统可较好地维持土壤热平衡;机组供暖COP为3.26~3.83,相对燃煤锅炉+分体空调系统节能率为24%~34%;系统初投资低,新增空气源补热器初投资仅占2%~3%,相对燃气锅炉辅助供暖和太阳能集热器辅助补热的复合系统具有较好的经济性。该系统是一种经济可靠、清洁高效的供暖空调形式,有助于地埋管地源热泵系统在北方地区的合理推广及应用。     

北京地区地源热泵水平集管能量损失模拟分析

通过对竖直地埋管地源热泵系统的水平集管建立能量损失模型,分析了影响其能量损失的因素.以北京地区某办公建筑为例,模拟了地源热泵冬季运行过程中,水平集管能量损失对热泵机组COP的影响,从而得出不同水平集管长度相应的处理方法,为地源热泵系统设计的完善提供了参考依据.     

土壤源热泵夏季工况下运行温度场分析

地源热泵技术广泛应用在工业产业和日常活动中,地球不可再生能源日益短缺,地源热泵技术的作用也变得越来越重要。地埋管换热器作为土壤源热泵系统的重要组成部分,其换热效果对热泵运行效率有着非常关键的作用。本文根据地源热泵系统夏季工况运行对周围土壤温度产生的影响,研究埋管周围土壤的温度场变化。对夏季土壤温度场用FLUENT模拟软件进行分析,地埋管周围土壤在地下2m处和地下30m处会有明显的不同。地下土壤在5m以下埋管越深的地方土壤温度越高。     

太阳能光伏光热-热泵系统能量与[火用]分析

针对太阳能光伏光热-热泵系统是否具有节能优势,利用TRNSYS软件建立了太阳能光伏光热-热泵系统仿真模型,并利用实测数据进行了验证。与单一光伏发电系统、单一空气源热泵系统进行了全年运行对比,并进行了能量分析与[火用]分析。结果表明,太阳能光伏光热-热泵系统的全年平均电效率、全年总发电量、热泵机组COP、能耗及[火用]损均优于单一光伏发电系统加单一空气源热泵系统。     

土壤源热泵系统仿真的研究现状与进展

简要介绍了计算机仿真技术在制冷,空调领域的发展概况,总结了土壤源热泵整体系统仿真的国内外研究现状,指出必须建立埋地换热器,热泵机组及空调末端三者耦合的动态模型,才能更准确地预测土壤源热泵系统的运行特性;另外,水平埋管式的土壤源热泵系统仿真亦有待于进一步研究.     

严寒地区深地埋管热泵运行状态土壤平均温度研究

严寒地区使用地源热泵供暖时,由于建筑负荷特性,地源热泵长期运行后会使土壤平均温度降低,造成供暖效果不佳甚至浪费更多能源。本文对拟采用地源热泵进行供暖的办公楼进行DeST软件建模,得到其动态热负荷;利用TRNSYS软件搭建地源热泵系统仿真模拟平台,通过改变地埋管深度,模拟供暖工况下热泵系统动态运行。从不同深度地源热泵系统运行10年后土壤平均温度以年为周期的波动变化情况可知,单独供暖工况下1200m深地埋管附近土壤温度场的温降幅度比100m浅地埋管土壤温度场低6.0℃。上述结果可为严寒地区深地埋管热泵系统的设计和运行管理提供参考。