地埋管地源热泵制热性能测试与分析

理论分析地埋管地源热泵相比空气源热泵的节能率。结合工程实例,对地埋管地源热泵地埋管换热器进出水温度、冷凝器进出水温度、热泵机组日能效比、供暖期能效比进行了实测计算。在测试期,地埋管换热器进出水温度、冷凝器进出水温度均在正常范围内波动。日能效比基本不随室外温度的变化而波动,说明热泵机组的制热性能比较稳定。供暖期能效比为3.05,说明该项目地源热泵的制热性能比较理想。     

基于线热源模型的地源热泵系统运行模拟

在比较地源热泵地埋管计算的2类线热源模型的基础上,本文采用有限长线热源模型与钻孔内热阻的准三维模型相结合的方式,在相应的建筑年逐时负荷条件下,进行地源热泵系统的逐时参数计算,通过与DST模型计算结果进行比较,验证了本文计算模型的准确性,为垂直U型地埋管的设计计算和热泵系统的运行模拟提供了必要的参考.     

宁波市某宾馆混合式地源热泵系统设计

分析了地埋管换热器的设计要素。综合考虑当地地质条件、地源热泵的优势以及冷热负荷的特点,设计了混合式地源热泵系统。采用地埋管换热器满足热负荷、辅助冷却装置补偿冷负荷的方案。热水系统采用闭式储水罐加地源热泵机组,与空调系统的地埋管换热器相间布置,夏季运行时形成了良好的互补性,解决了冬夏季土壤的热平衡问题,提高了机组的运行效率。     

地源热泵地埋管长度的设计研究

地源热泵系统与传统空调系统形式相比增加了地热换热器,地热换热器的合理长度对整个热泵系统的性能有着重要作用.文章讨论了竖直U型埋管的传热模型,得出地下埋管换热器的热阻表达式.利用Matlab语言对地埋管换热器准三维模型进行计算机语言编译,得出地埋管长度计算方法.     

竖直U形地埋管换热器优化设计

以地埋管地源热泵系统模型为基础,引入竖直U形地埋管换热器的DST模型,将钻孔深度、钻孔间距和钻孔数量作为热泵系统的设计优化变量,通过全寿命周期内的系统运行模拟,提出了确定热泵系统换热器组群最优组合形式的方法。为地埋管地源热泵系统的方案优选和运行策略的评估提供了必要的理论依据。     

严寒地区岩土热响应试验与地埋管地源热泵系统应用

结合严寒地区某工程,建立了两口120m深U形竖直埋管试验井并进行热响应试验,利用Kelvin无限长线热源理论模型计算了岩土层热物性参数及地埋管换热器的换热能力,分析了地埋管换热器的热阻特性,得出了夏季直接取冷条件下的单井取冷量与冷水温度的关系,并给出空调方案。依据土壤热平衡、初始土壤温度、地埋管换热器的换热能力及全年负荷等因素,确定了太阳能结合土壤蓄热的地埋管地源热泵系统供热供冷方案。     

北京某住宅小区复合式地源热泵空调系统方案设计

该方案为由地埋管换热器和辅助冷热源组成的复合式地源热泵空调系统,采用分散设置热泵主机的水环热泵系统,以地埋管换热器作为全年冷热源主体,夏季采用湖水辅助散热,冬季采用燃气锅炉辅助加热.系统设置专门的热泵供应生活热水,一方面充分利用建筑物周围的空地设置埋管,另一方面应用辅助散热(加热)系统满足供热和制冷的高峰负荷,降低了系统的初投资,提高了系统经济性和运行的可靠性.     

基于线热源理论预测地埋管出口水温的简化方法

地源热泵系统出口水温对于判断热泵运行效率及地埋管换热状况有重要意义。参照地源热泵设计规范中推荐的地埋管传热热阻计算公式,基于地埋管传热的线热源理论模型,提出了一种预测逐时地埋管出口水温的简化方法。用数值模拟软件建立了地源热泵系统传热模型,得到了出口水温的逐时变化。结果表明,模拟方法能较好地预测出口水温的变化。分析了机组运行周期、负荷、日运行时间对简化方法预测结果精确度的影响,结果表明简化方法可用于指导地埋管长度计算。     

地埋管地源热泵热水供应系统运行性能的影响因素

建立了地埋管地源热泵热水供应系统实验平台,研究了环境温度、间歇/连续运行工况、管内循环液流速等对地埋管换热器换热能力的影响,并研究了地埋管换热器周围土壤温度场的变化.结果表明,地埋管地源热泵热水供应系统基本不受环境温度的影响;采用间歇运行,有利于提高地埋管换热器的换热能力;地埋管换热器平均单位井深换热量随管内循环液流速的增大而增大,但当流速增大到一定程度时,其增幅趋于平缓.     

小型竖直埋管地源热泵空调系统实验研究

为了探讨上海地区小型竖直埋管地源热泵空调系统的性能及其适用性,笔者建立了一小型竖直埋管地源热泵空调系统实验台。本文分别在上海典型供冷工况和供热工况下,对该系统地埋管换热器的进出口水温、换热能力及热泵机组的性能进行了实验和分析。所得结果可为上海地区竖直埋管地源热泵空调系统的工程设计和理论研究提供参考。     

成都市某商业建筑地源热泵地下换热器动态模拟

对成都市某商业建筑地源热泵地下换热器进行动态模拟,解决地下冷热不平衡的问题。采用Design Builder(DB)软件对建筑冷、热逐时负荷进行计算。设计提出两种冷热源方案:空调热泵+热水锅炉、空调热泵+热回收热水机。采用动态数值模拟方法对U形地埋管换热器进行计算。结果表明:方案一地下换热器的累积吸放热量严重不平衡,方案二基本平衡。在冷热源方案二中,对750孔的地下换热器进行连续30年的动态模拟分析,地下温度可以保证系统正常运行。     

基于全寿命周期成本的地埋管地源热泵系统间歇运行能效分析

间歇运行状态影响竖埋管地源热泵系统的换热性能,进而影响系统的全寿命周期成本(LCC)。利用DeST软件对某办公建筑进行了逐时负荷模拟分析,建立了地下换热器三维管群换热模型以及热泵系统各部分的能耗模型,通过对热泵系统在连续运行15年和间歇运行15年工况下的计算结果进行对比分析,间歇运行的LCC值相对于连续运行的LCC值降低了13.45%,间歇运行模式在热泵系统全寿命周期内的平均节能率为17.20%。间歇运行模式可以有效的提高系统能效和降低LCC值。     

地源热泵竖埋U形换热器一维数值模型

地下换热器传热模型是地源热泵系统长期运行性能预测的基础。基于合理的简化处理,在柱坐标下建立了一种新的单孔及多孔竖埋U形换热器一维非稳态传热数值模型,并给出了求解算法。该模型基于任意时变冷热负荷,预测换热器进出水温及地温。用3组单孔实测数据进行了验证,出口水温模拟值与实测值最大绝对偏差为0.8℃,说明模型可靠准确。全年逐时动态模拟消耗机时不足1 min。综观计算功能、准确性及快速性,本模型可以作为地源热泵地下换热器设计分析的强有力的工具。     

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。     

太阳能辅助加热的土壤源热泵应用研究

冬季土壤温度较低，而且以热负荷为主的北方地区，若完全采用土壤源热泵供暖，则地埋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。以宝佳制衣厂太阳能辅助土壤源热泵系统供冷、供热、全年提供生活热水为例，从初投资、运行费用、环境效益三方面与传统空调系统进行比较，该系统比完全土壤源热泵系统更经济。     

不同地区土壤温度及建筑负荷特性对地源热泵系统的影响

本文以我国不同地区的地源热泵为研究对象,首先对地埋管系统建立了CFD模型,根据各地区的土壤初始温度和热物性进行模拟计算,讨论了几种工况下土壤换热能力及地埋管进、出口温差的变化。而后对某办公建筑匹配不同地区的围护结构参数,利用DeST软件进行模拟计算,得出了各典型城市建筑负荷特性,进一步分析了建筑负荷对地源热泵系统的影响。分析可知无论是从热泵机组效率角度考虑,还是从土壤热平衡角度考虑,低纬度地区均不宜单独使用地源热泵系统进行空调和采暖,应考虑采用辅助冷热源,构建复合型采暖空调系统。     

地源热泵不同地源换热器的传热性能比较

本文针对地源热泵的核心技术问题,介绍了对两种典型地源换热器的散热试验研究:粉质粘土中的垂直单U管、地表水中的水平单U管。研究发现,两种换热器的传热性能差别很大。从开始试验到循环水温度稳定所需要的过渡时间上,地表水换热器比粉质粘土埋管型换热器要快得多。从传热能力来看,地表水换热器的单位管长换热量比粉质粘土垂直单U管要大。     

相变储能材料在地源热泵建筑中应用效果的模拟研究

地源热泵系统在建筑环境中,利用介质传输的方法,起到与环境的热交换作用。在冬季,地源热泵传输的地热能在满足使用的同时,部分能够存储在相变材料中。在夜间,关闭使用地源热泵的情况下,相变材料利用自身的结晶放热性能,为建筑物室内持续加热并保持一个较为舒适的温度,实现节约电能及提高热效率的目的。地源热泵使用雨水收集系统中净化的中水作为传输介质,能够满足日常小区住户对热水需求的同时实现节能的目的。     

土壤耦合式热泵系统设计及经济性分析

介绍了土壤耦合式地源热泵系统的工作原理,着重对地热换热器和压缩机的设计进行研究,提出利用太阳能集热器、冷却塔与热泵机组组合运行,以提高运行效率。对地源热泵系统的经济性进行了分析。     

垂直地埋管换热器热响应测试与分析

介绍了垂直埋管地下换热器的传热模型,并对常熟市某国际会议中心项目垂直地埋管换热系统利用恒温法进行了热响应测试和分析。通过整理和分析试验数据,获得了单孔的换热能力和地层的导热系数等参数,为地源热泵设计和施工提供了基础资料。