基于TRNSYS的地埋管换热器系统设计模拟分析

在TRNSYS系统上搭建了地埋管换热器模拟平台.以郑州某建筑为对象,设计了复合式地源热泵系统为该建筑的冷热源系统.根据建筑的动态负荷特性,模拟了以优先满足冬季热负荷要求的地埋管换热器系统的动态热特性,分析了在不同钻孔数量下的系统热特性,并确定了系统的钻孔数量.该模拟设计分析方法可为类似的地埋管换热器系统设计提供参考.     

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。     

土壤温度场对垂直单U形埋管换热性能的影响分析

针对广州地下50m以内土壤温度场,研究广州地区土壤温度的分布特性和变化规律,建立垂直单U形地埋管地下换热区域温度场的三维稳态和瞬态传热模型,模拟冬季工况下埋管区域土壤温度场的分布情况,分析不同土壤初始温度对地埋管换热器埋管深度的影响。最后,计算某一别墅工程动态负荷,选用GLHEPRO3．0进行为期30年的系统运行模拟,分析地下埋管区域土壤热平衡对埋管换热性能的影响,从而为广州地区推广使用土壤源热泵系统的长期高效运行提供理论参考。     

运行时间机制对医院建筑地埋管地源热泵系统的影响

通过DEST软件模拟出医院住院部全年动态负荷情况,分析了医院建筑负荷的特点.建立土壤源热泵系统地埋管换热物理和数学模型,以FLUENT为分析工具,对该建筑的地源热泵系统进行以运行时间为变量的数值计算分析,得到不同运行时间下的地温和管内流体的温度分布规律.以间歇运行时间为变量,得到辅助冷却模式下地温和管内流体的温度分布规律,提出了医院建筑地埋管地源热泵系统的优化运行模式.     

稳定运行的土壤源热泵系统管群内、外土壤温度场对比分析

基于上海某工程实例,对长时间(≥10h)稳定运行的土壤源热泵中央空调系统单U型地埋管换热器外壁土壤温度场、管群内土壤温度场、管群外土壤温度场变化进行全年测试,并对三种测试数据做了对比分析。测试结果表明:管群外浅层土壤(深度≤25m)温度一年四季变化波动比较大,且地下浅层土壤温度出现最高月份相比于地上环境出现最高温度的月份存在一定的延迟性;管群内的土壤温度会随着系统的长时间稳定运行呈现升高趋势,使地埋管换热器表面与周围土壤之间换热温差减小,导致换热效率下降。通过数据对比分析发现,对于冷负荷明显大于热负荷的建筑采用土壤源热泵系统,若长时间连续稳定运行对地埋管与土壤之间换热造成的影响夏季明显高于冬季。研究结果表明,适当增加钻孔间距、对地源热泵系统采取间歇性运行的模式对加强地埋管换热器与土壤之间的换热至关重要。     

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。     

基于测试工况下的四川青川地区地源热泵系统 地埋管换热性能分析

通过热响应测试,对四川青川地区某工程场地地质和地埋管换热情况进行了勘察及测试分析。地勘结果表明地下渗流对地下换热有明显影响,获得各测试工况动态负荷下的地下动态换热性能。从测试数据可以分析得到,冬季状态下进行夏季的热响应测试会影响地下换热器的换热性能,并提出了出水管保温等处理措施。根据工况和运行数据分析,提出了合理认识单位井深换热量的重要性。     

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。     

地埋管井群全年非稳态换热特性研究

采取数值与解析计算相结合的方法,在构建井群地埋管换热器与地上热泵机组耦合模型的基础上,研究了动态负荷下土壤源热泵系统全年运行的非稳态特性。研究结果表明:各井换热量随空调冷/热负荷变化而上下波动,空调季各井平均壁温总体逐渐升高,采暖季各井平均壁温总体逐渐降低,但各井间存在一定差值;在过渡季各井平均壁温得到一定程度恢复,秋季至少恢复了8.5℃;机组COP随运行时间的持续,先是逐渐减小后趋于平稳;经过一年运行各井平均壁温最大温升为1.76℃,井群平均地温升高了0.93℃。     

空气源辅助地源复合式热泵系统适宜性模拟研究

分别以冷负荷为矛盾的地区（成都、郑州）和热负荷为矛盾的地区（拉萨）为研究对象,分析在不同地区空气源辅助地源复合式热泵系统的适宜性。针对某办公建筑,设计两种复合式地源热泵系统,通过EnergyPlus模拟得到系统运行能耗,并分析其综合性能。由此得出,以冷负荷为主要矛盾且土壤热不平衡率较大地区,冷却塔辅助复合式地源热泵系统更适宜,而在土壤热不平衡率较小地区和热负荷为主要矛盾地区,空气源辅助地源复合式热泵系统更加适宜。     

上海世博园区空调动态负荷预测与研究

根据2010年上海世博会总体规划,采用建筑全能耗分析软件DOE-2,对世博园区围栏区内的建筑群进行空调动态负荷预测;从建筑模型因子和内部得热因子两方面确定了世博园区内163栋建筑的空调动态负荷分析模型;针对临时性展馆提出了基于模块化概念的模块式分类简化法;通过研究逐时空调动态负荷、空调负荷率的时间分布、月空调负荷、设计日逐时负荷等,分析世博园区各建筑群的空调负荷特性。     

地源热泵系统性能影响因素模拟分析

以钻孔外有限长线热源模型及钻孔内准三维模型为基础,运用叠加原理,基于Visual Studio开发平台,利用C#语言进行可视化窗体编程,结合重庆地区某地源热泵工程,通过导入DeST能耗模拟软件生成的建筑逐时负荷,对该工程的地埋管换热器进行逐时换热特性模拟,分析土壤热物性,地埋管换热器热短路,系统运行策略三个方面对地源热泵系统性能的影响,计算出不同因素下系统能耗,为地源热泵系统优化设计和运行策略提供依据.     

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。     

混合式土壤源热泵系统在夏热冬冷地区的应用分析

本文描述了夏热冬冷地区的气候特点及建筑负荷特性,针对该地区大多数建筑物存在夏季冷负荷和冬季热负荷不平衡问题,进行了混合式土壤源热泵系统的可行性分析。针对冷却塔辅助冷却,对混合系统的不同设计方法进行了讨论,如冷却塔容量的选择和不同控制策略的选择。     

土壤耦合热泵系统夏季运行工况的传热传湿数学模型的探讨

本文在Philip和DeVries多孔介质热湿耦合理论模型的基础上,从土壤中热湿迁移的机制出发,以修正达西定律和费克定律为理论基础,建立了非饱和土壤中土壤耦合热泵系统地下埋管换热器夏季运行工况的传热传湿相互耦合的数学模型.     

地下水流动对地埋管热作用距离影响的研究

地埋管换热器周围温度场随着运行时间变长不断向远处扩散,地下水流动使得埋管热作用距离沿流动方向大大增加。通过饱和含水层内地埋管换热模型,得到了地下水流动作用下埋管热作用距离的近似表达式,分析了地下水流速、土壤导热系数和孔隙率对热作用距离的影响。借助于地埋管热作用测试平台,分析了地下水流动作用下埋管热作用距离和热恢复特性,结果表明:地下水流动使得埋管热作用距离远大于纯导热模式,且热作用距离在埋管轴向不同埋深处大小不一,建议在地下水流速大于1×10-6m/s的地质区域,沿地下水流动方向设置埋管间距为8~10 m。     

基于地下水流动地埋管热作用距离分析研究

地埋管换热器周围温度场随着运行时间变长不断向远处扩散,地下水流动使得埋管热作用距离沿流动方向大大增加。通过饱和含水层内地埋管换热模型,得到了地下水流动作用下埋管热作用距离的近似表达式,分析了地下水流速、土壤导热系数和孔隙率对热作用距离的影响。借助于地埋管热作用测试平台,分析了地下水流动作用下埋管热作用距离和热恢复特性,结果表明：地下水流动使得埋管热作用距离远大于纯导热模式,且热作用距离在埋管轴向不同埋深处大小不一,建议在地下水流速大于1×10-6m/s的地质区域,沿地下水流动方向设置埋管间距为8~10m。     

岩土热响应试验在土壤源热泵系统设计中的应用

结合南京某土壤源热泵项目,分析了岩土热响应试验中的关键问题,对岩土热响应测试的方法与步骤进行了规范的阐述.针对某一实际项目建立了100m深双U型垂直埋管试验井测试装置进行热响应试验,并采集了岩土热物性参数,得到了土壤原始地温以及地埋管系统的供回水温度响应曲线,进而确定了每延米井深的换热量等参数.数据分析表明,土壤的原始地温为17.95℃,夏季工况(35℃)和冬季工况(5℃),每延米井深的换热量分别为69.6W/m和51.2W/m.该工程区域内综合地质条件比较适宜采用土壤源热泵空调系统.     

基于热作用半径的地埋管换热器储热特性研究

在理论推导热作用半径的基础上,对单U型地埋管换热器进行数值模拟与数据分析,结果表明不同运行方式、不同进口水温对热作用半径的影响并不显著。基于热作用半径理论,研究了地埋管换热器的储热特性,包括平均储热密度和储热密度分布,得出间歇运行能够增强土壤的储热潜力。土壤平均储热密度随进口水温的提高而近似线性增大。U型管累计散热量相同时,连续运行的地埋管周围土壤在近壁端储热密度均大于在间歇运行情况下的储热密度,远端则相反。     

国防地下工程数值模拟与内部热负荷计算

为计算国防地下工程内部热负荷,建立了国防地下工程壁面动态传热的数学模型,并应用FLUENT软件,基于有限容积法对其进行数值模拟,计算得出全年国防地下工程的壁面传热量以及内热源散热量,再综合人体散热量,即得到国防地下工程内部总的热负荷。计算结果表明,该方法可以较为准确地算出国防地下工程内部热负荷。