土壤源热泵的研究与应用

总结了土壤源热泵的几种形式和各自的性能特点,着重对垂直埋管系统进行了应用和分析,提出复合地源热泵系统等新技术的涌现使土壤源热泵具有更广阔的应用前景.     

土壤源热泵的研究与应用

总结了土壤源热泵的几种形式和各自的性能特点,着重对垂直埋管系统进行了应用和分析,提出复合地源热泵系统等新技术的涌现使土壤源热泵具有更广阔的应用前景.     

跨季节土壤蓄冷-土壤源热泵系统长期运行特性实验研究

为解决土壤源热泵在长期运行条件下土壤热失衡导致的运行效率下降问题,针对夏热冬冷地区的特点,提出一种利用室外风机盘管将冬季或过渡季室外空气中的冷量存储于土壤中的跨季节蓄冷-土壤源热泵系统。利用地埋管换热系统的相似模型实验台,进行了系统运行3年的供冷、供暖、蓄冷工况实验,综合分析了埋管进出口水温、气温、土壤温度、土壤及埋管换热量、单位埋深换热量等参数,研究系统的长期运行特性。研究显示:3年的土壤平均温度分别上升0.14℃、0.22℃、0.20℃,总体来说升高幅度较小;蓄冷时的室外气温越低、土壤与室外空气的温差越大,蓄冷效果越好;埋管进出口平均温差、土壤平均温度变化、土壤换热量、埋管换热量、单位埋深换热量的大小关系一致。研究结果表明,跨季节蓄冷维持了土壤的长期热平衡,系统的长期运行效果较好。     

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。     

土壤源热泵在天津某别墅项目的应用及其经济分析

针对土壤源热泵空调系统的特点,以天津地区某别墅项目为例,从工程概况、系统布置、机组选择、钻孔数量的确定以及埋管沉沙的处理措施等方面介绍了土壤源热泵的实际应用情况.同时,比较了土壤源热泵、空气源热泵与多联机的初投资和运行费用情况,可为土壤源热泵在天津地区的应用提供参考.     

我国地源热泵规范中地下换热器的计算方法讨论

对国内外土壤源热泵地埋管换热器常用计算方法的对比进行了阐述,根据我国地源热泵系统工程技术规范(GB50366-2005)的地埋管换热器计算方法,对某实际工程在夏季工况下的地埋管长度进行了计算,并对计算中存在的几点问题进行了分析,就布置方式和地埋管的间距对地层热阻的影响得到了初步结论.     

地源热泵系统的热响应实验方法研究

土壤的平均导热系数与热阻是影响地下埋管换热器传热性能及地源热泵系统节能性与经济性的重要因素。利用线热源理论,通过地源热泵的工作试验过程,得到系统进出口水温等参数,并通过最小二乘法对所得数据进行拟合,得到地埋管换热器钻孔的导热系数及土壤热物性参数,测试结论对于指导土壤热交换器设计与施工具有一定的参考价值。     

利用空气源热泵跨季节补热对单供暖地埋管地源热泵运行特性影响分析

针对大规模住宅小区单供暖地埋管地源热泵在实际运行中存在的问题,在对其运行现状进行分析的基础上,以其中一个项目为例,分析地埋管地源热泵在单供暖工况下长期运行时的土壤逐年温度变化和运行费用。指出应尽早抑制土壤温度进一步降低,使其稳定在较高水平,以保证系统持续可靠运行。提出以土壤年温度下降幅度为目标,利用空气源热泵跨季节补热解决土壤温度逐年下降的问题。研究结果表明,所计算项目从第5年开始补热,补热后每年供暖初期土壤温度为7.5℃左右,补热初投资为2.86元/米~2,补热费用为2.71元/米~2,供暖运行费用为9.35元/米~2,年运行费用为12.06元/米~2。     

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。     

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.     

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。     

太阳能-地源热泵复合系统的实验研究

地源热泵是利用可再生能源地热能的一种高效热泵系统,是未来发展的趋势。但在我国北方地区,大部分以热负荷为主,冬季地下埋管的取热量高于夏季的释热量,长期运行会破坏土壤温度场。介绍了太阳能-地源热泵复合系统,通过实验验证了太阳能辅助系统能够有效恢复土壤温度,提高系统性能系数,可以实现热泵长期稳定的运行。     

地源热泵地埋管周围土壤温度特性研究

针对地源热泵系统在夏热冬暖地区长期运行可能引起的地下温度场热量累积问题,提出地源热泵系统通过制冷、停机和制热3种工况的交替运行这一解决措施。采用有限长线热源模型,并利用迭加原理,对钻孔不同深度处、距离钻孔中心不同半径处及不同运行策略下U形埋管地下换热器周围温度场的变化进行研究。对指导地源热泵系统的工程运用具有实用价值。     

地埋管地源热泵系统设计中几个问题的看法

结合天津一个空调面积为14000m^2的地埋管地源热泵空调工程的设计，介绍对地埋管换热器的取热量和散热量进行测试的实验方法，为工程设计提供可靠的依据。对天津地区不加防冻液地埋管地源热泵机组进行讨论，并分析热泵机组采用满液式蒸发器，节能效果更加明显。     

不同热泵空调技术的对比

介绍了热泵技术的原理及分类,分别对空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵、太阳能热泵空调系统的运行原理、特点、存在的问题及改进方法进行了分析;总结对比了这四种空调方式的优缺点,为不同地区选用热泵空调机组提供了参考依据。结论指出,通过合理热泵空调形式的应用,可以大大节约空调能耗,为我国节能减排工作做出重大贡献。     

基于垂直U型埋管换热器的圆柱源理论及其应用研究

基于经典常热流圆柱源理论，引入叠加原理与负荷累积思想将其发展为能够适用于长时期短时间步长变热流地源热泵系统模拟的变热流圆柱源模型，并引用实例从理论与实验两方面对改进模型的有效性进行了验证。将圆柱源理论模型应用于太阳能-土壤源热泵系统联合供暖运行性能的数值模拟，结果表明：对于青岛地区，太阳能-土壤源热泵联合供暖运行模式相比地源热泵单独运行节能8．3％。14．5％，就各运行模式而言，带有蓄热水箱的联合运行模式二效果最佳；通过优化进一步得出：其设计可按能量比例63％与37％或尺寸比例13．8m（埋管）/m^2（集热器）来分别确定盘管长度与集热器面积的大小；至于系统经济性，只有当单位面积集热器价格小于5．81m埋管所需费用时，SESHPS在经济上才是可行的。     

冷却塔辅助冷却地埋管系统在某办公楼中的应用分析

以具有间歇负荷特征的上海某科研办公楼为研究对象,对其冷却塔辅助冷却地埋管系统进行分析。计算建筑冷负荷和地埋管的放热量,7月份为一年中热泵系统运行最不利的时间段,针对地埋管单独运行和冷却塔辅助冷却2种方式,对比地埋管出口水温及热泵机组的EER。结果显示,该科研办公楼采用冷却塔辅助冷却方式后,地埋管出口水温明显降低,热泵机组的运行效率明显提升。     

热泵热水器系统的方案比较与分析

介绍了直流式地源热泵热水器系统和容积式地源热泵热水器系统的工作原理及优缺点;以天津某别墅热泵热水器系统的设计计算为例,对两者以及容积式空气源热泵热水器系统在性能系数、初投资和运行费用等方面进行了比较。比较结果说明了,在相同工况下,直流式地源热泵热水器系统相比于容积式地源热泵热水器系统来说,性能系数较大、耗电量较低,但其运行费用和初投资较高;在同时满足户主热水需求条件下,容积式空气源热泵热水器系统相比于容积式地源热泵热水器系统来说,初投资较低,但其能效系数也较低,耗能较多,运行费用较多,经济性较差。本文为热泵热水器系统的选择、设计和优化提供了参考,且指出了地源热泵热水器系统广阔的应用前景。     

地源热泵联合冰蓄冷系统实例设计探讨

在对地源热泵和冰蓄冷系统各自的技术优点进行分析的基础上,结合一个工程实例,将两个系统联合作为该建筑的冷、热源系统方案,以达到节能和降低能耗费用的目的.文中计算和分析了该建筑冬、夏季空调负荷特点和运行特征,并对该系统的运行策略进行了分析和探讨.