美国地源热泵技术的研究要点

地源热泵以其高效而著称，是目前效率最高的供暖、制冷系统之一，它的供暖效率比其它供暖系统高50％—70％，而制冷效率比其它空调系统高20％—40％，地源热泵还具有耐久可靠、噪音低、能提高房间舒适度的优点。     

太阳能辅助供暖的地源热泵经济性分析

在冬季土壤温度较低，而且以热负荷为主的北方地区，若完全采用地源热泵来供暖，则地热换热器和机组的初投资均比较高，连续运行的效率也较低，因此，可利用太阳能集热器作为辅助能源。白天完全依靠地源热泵供暖，夜间利用太阳能集热器蓄存的热量，使地热换热器与太阳能集热器串联运行，通过分析比较，该方案比完全用地源热泵供暖更经济。     

地源热泵供暖空调的经济性

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,地源热泵是否具有经济竞争性仍是一个非常关键的问题,该文对地源热泵与传统的供暖空调系统进行经济性比较。首先将地源热泵与传统供暖方式,如燃煤、燃油和天然气锅炉进行供暖经济性的比较,再将地源热泵与常规电制冷空调方式进行空调经济性的比较,然后将地源热泵与锅炉加空调两种方式共四种方式共四种方案进行综合经济性的比较分析。     

垂直地埋管换热器的换热性能

为研究土壤源热泵垂直地埋管换热器的换热特性,对长沙地区一套土壤源热泵系统进行了夏季及冬季工况连续运行的实验,实时采集U型管进出口的水温、流量以及地温等数据。通过对所采集的实验数据进行处理分析,对比了不同工况、不同埋管形式、不同埋深条件下的地埋管换热器进出口温差及单位井深换热量,结果表明,无论是夏季工况还是冬季工况,双U型管的单位井深换热量比单U型管高25%～30%。     

地源热泵系统

地源热泵以大地为热源和热汇，通过埋入地下的换热器与大地进行冷热交换，实现建筑空调和热水供应的目的。与地面上的环境空气相比，地热源温度较为恒定，可以分别在夏冬两季提供相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。在冬季，地源热泵将大地中的低位热能提高向建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑内的热量转移到地下对建筑进行降温，同时蓄存热量，以备冬用。夏热冬冷地区供冷和供暖天数大致相当，冷暖负荷基本相同，用同一系统，可以充分发挥地下蓄能的作用。此外，地源热泵可与太阳能联用改善冬季运行条件。由于地源…     

地源热泵

地源热泵技术是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能的空调技术。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。由于全年地温波动小，冬暖夏凉，其季节性性能系数有着恒温热源热泵的特性，季节性平均性能系统较高。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。通常地源热泵消耗１ｋＷ的能量，用户可以得到４ｋＷ以上的热量或冷量。…     

风能辅助供暖的地源热泵系统经济性分析

以热负荷为主的北方地区,冬季土壤温度较低,若完全采用地源热泵来供暖,则地热换热器和机组的初投资均比较高,连续运行的效率也较低.提出利用风力发电机产生的电能构成风能集热器作为地源热泵供暖的辅助能源的构想.白天完全依靠地源热泵供暖,夜间利用风能集热器辅助加热,使地热换热器与风能集热器串联运行.通过分析比较,该方案比完全用地...     

垂直单U地埋管换热器进出口水温耦合特性分析

对某一土壤源热泵空调系统供暖期实测的垂直单U地埋管换热器进出口水温进行分析,总结了垂直单U地埋管换热器进出口水温的变化。利用MATLAB软件对垂直单U地埋管换热器进出口水温之间的耦合关系进行函数拟合分析,得到了垂直单U地埋管换热器出水温度随进水温度变化的函数关系式,其相关系数为0.975。运用该函数关系式结合实测的进水温度预测次年供暖期的出水温度值,将预测值与实测值进行比较,相对误差为±8.1%。证明了该函数关系式可用于预测未来每年供暖期的地埋管换热特性,并为类似地质及气候条件下的土壤源热泵系统的设计和运行预测提供参考依据。     

节能环保新技术──地源热泵

地源热泵是利用地表浅层的低温位热能，作为热泵的供暖热源和空调冷源，既可供热又可空调的系统。冬季，热泵利用地表浅层中的热量给室内供暖；夏季，热泵把室内的热量释放到地表浅层中。我国已建成地源热泵工程130多个，供热(冷)面积达100万m2。节能环保新技术──地源热泵@能辑     

太阳能、蓄热与地源热泵组合系统能量分析与实验

在天津地区设计建成太阳能、蓄热与地源热泵组合系统(SGCHPSS),实现建筑物供暖、空调、供热水三联供。对组合系统运行模式进行研究,在TRNSYS平台上模拟得到太阳能、地表能的组合、匹配利用关系,及两种热源对整个系统的能量贡献;模拟得到4～7月份太阳能向地下土壤的跨季节蓄热量。进行示范工程实验,得到土壤跨季节蓄热与地源热泵系统全年运行情况,并进行全年土壤热平衡与系统能耗分析。     

超强吸水树脂与源土混合作为地源热泵供热系统回填材料的实验研究

在热泵制热工况下,超强吸水树脂与源土混合作为回填材料,分别对螺旋盘管、U型管以及整个系统进行了实验研究,得出系统性能变化曲线。实验结果表明,超强吸水树脂与源土混合作为回填材料,特别是螺旋盘管换热器,可明显增大地下换热器换热量,提高地源热泵系统的效率和稳定性,适用于干旱、土壤非饱和以及地下水位比较低的地区。     

太阳能-土壤源热泵耦合系统及其地埋管系统

建立了太阳能-土壤源热泵耦合型热水系统实验平台,研究了在秋冬季不同运行条件下该系统的运行特性,分析了地下埋管系统中钻孔回填材料、U型管工作模式、套管内循环液流动模式、套管外管与内管的导热系数比等对系统制热效果的影响。研究表明,太阳能土壤源热泵系统在国内亚热带地区可以获得良好的应用,并给出了埋地换热器的合理形式。     

土壤源地源热泵空调系统的模拟研究

为了研究采取热平衡措施和没有采取热平衡措施的土壤源地源热泵空调系统经过长期运行,对地下土壤的温升影响情况,对西安市某项目土壤源地源热泵空调系统进行了模拟研究。利用TRNSYS软件建立了2个系统模型,一个模型与项目工程空调系统保持一致,采用全年制备生活热水的平衡换热量措施来抵消夏季向土壤中送入的多余热量;另一个模型没有平衡换热量的措施。通过全年和10年期的模拟运行后,采取热平衡措施的系统,其地埋管换热器周围土壤温度温升分别为0.12℃、1.14℃;没有采取热平衡措施的系统,其地埋管周围土壤温度温升分别为0.64℃、3.46℃,对土壤的影响远远大于采取了热平衡措施的系统。     

基于土壤自然冷能桥面冷却系统的可行性研究

在现有土壤源热泵桥面热力融雪的基础上,提出夏季直接利用地下自然冷能冷却桥面的新理念.通过耦合桥面冷却模型和地下埋管换热模型,建立了基于土壤自然冷能桥面冷却系统的数学物理模型,并利用有限单元法进行了数值求解.对北京某桥面有无冷却时的桥面温度、地下换热器单位孔深负荷及单位桥面积吸热量、地下换热器孔壁温度进行模拟与分析.模拟结果表明:路面温度超过60℃的时间减少88%,55～60℃的时间减少45%,地下钻孔壁温约升高3.9℃,证明该系统夏季可以有效减少桥面高温时间,冬季有助于改善融雪系统运行效果.     

浅谈地源热泵空调系统

0引言地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)的高效节能空调系统。它通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移,在冬季作为供暖的热源,在夏季作为空调的冷源。通常地源热泵消耗1kW的能量,用户可以得到3～4kW的有用热量或冷量,且不向外界排放任何废气、废水、废渣,是一种理想的“绿色技术”。     

垂直螺旋盘管地源热泵供暖制冷实验研究

结合一实际用户建立垂直螺旋盘管地源热泵实验系统，在供暖制冷工况下测量地下盘管的进出水温度，盘管从地下的取热量、排热量，从而分析系统性能、供热、制冷系数。     

地下水流动对地下埋管换热器影响的实验研究

为确定地下水渗流对竖直地下埋管换热器的影响,该文从实验角度出发,分别对无渗流土壤、饱和土壤中地下埋管换热器热负荷对其周边土壤温度场的影响,有渗流土壤中地下水流速、土壤初始温度以及埋管热负荷对土壤温度场的影响进行了实验,从而得出在夏热冬冷地区或亚热带地区应用土壤源热泵时,宜采用冷却塔-土壤源热泵混合系统形式或将地下埋管换热器埋设在地下水流速较大地区,以期土壤源热泵的长期良好运行。     

单/双U形地埋管换热器传热特性模拟研究

为了研究不同因素对单/双U形地埋管换热器传热特性的影响,建立单U形和双U形地埋管换热器传热物理数学模型,分析流体进口流速、流体进口温度、回填材料和土壤竖向温度梯度对地埋管周围土壤温度分布规律和单位管长换热量的影响。结果表明：地埋管周围土壤温度随流速的增加而增加且双U形大于单U形,对径向距离大于1 m的土壤基本无影响;双U形地埋管换热器的单位管长换热量大于单U形,双U形地埋管换热器的热短路现象更严重;增加流体进口温度时,土壤温度、单位管长换热量均增加,但热作用范围基本不受影响;回填材料为砾砂时的土壤温度增加幅度大于黏土,单位管长换热量大于黏土,但增加比例小于回填材料为黏土时的情况;土壤竖向温度梯度越大,土壤温度和单位管长换热量波动幅度越剧烈,且双U形的波动幅度大于单U形;钻井深度和土壤竖向温度梯度较大时,地埋管不宜采用U形管作为换热器。研究结果对单/双U形地埋管换热器的设计及地源热泵系统的运行提供参考。     

武汉地源热泵制热工况能效测评与效益分析

在武汉市地源热泵系统采暖季节测试的基础上,讨论了采暖工况下地源热泵机组及系统能效系数以及水系统输送系数,并与常规冷水机组+燃煤锅炉系统比较,分析了系统节能量、环境效益及增量投资回收期。得出结论:土壤源热泵水系统平均输送系数大于地下水源热泵系统;采暖工况地源热泵系统能效系数高于制冷工况,采暖季节比制冷季节节能率约高19.74%;单位建筑面积平均每年可减排二氧化碳18.35 kg、二氧化硫0.15 kg和粉尘0.074 3 kg;土壤源热泵系统的投资增量回收期比水源热泵系统高23%,费效比高32%。     

寒冷地区土壤源热泵冷热源系统设计方案研究

针对由于空调建筑全年所需的冷量和热量的不均衡性,使得土壤的年吸、释热量不平衡,从而将导致系统在连续多年运行后,热泵机组的运行效率不断下降,甚至会出现停机现象,该文以北京地区某一建筑的土壤源热泵系统为例,提出了增加辅助散热设备-冷却塔的设计方法,并利用TRNSYS模拟软件对冷却塔与埋管换热器的不同连接方式,即串联和并联,进行了模拟计算,得出了可保证土壤源热泵系统长期高效运行的各种设计方案,为在寒冷地区正确设计土壤源热泵系统提供了具体的解决办法.