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。     

上海地区地埋管地源热泵和空气源热泵的节能性分析

从热力学角度对地埋管地源热泵和空气源热泵的节能性进行对比分析,提出了在上海地区地埋管地源热泵相对于空气源热泵节能的设计条件:地埋管换热器出水温度夏季低于30℃,冬季高于10℃.     

上海地区地源热泵单U型地埋管运行特性研究

在上海地区建立单U型地埋管地源热泵实验台,分别在典型供冷供热工况下进行实验。实验主要分析了地源热泵运行时地埋管周围不同深度土壤温度变化情况,地埋管进出水温变化情况,地埋管单位井深换热量和地源热泵停机后地下不同深度土壤温度恢复情况。通过分析得出上海地区单U型地埋管换热器的运行特性。并采用GAMBIT建模软件和FLUENT数值计算软件,对单U型地埋管夏季出水温和冬夏季埋管周围土壤温度进行数值模拟,并将实验结果与模拟结果进行比较,二者有较高的吻合度,可为上海地区实际工程及后续研究提供参考依据。     

珠三角地区地埋管地源热泵热水系统运行特性实验研究

在现有的U形地埋管地源热泵热水系统的基础上搭建了实验平台,研究了该地区不同运行工况下地埋管地源热泵的启动运行特性、制热性能系数COP、地埋管内循环水温度恢复规律、单位井深换热量及地埋管换热器的热影响半径.结果显示,该地区地埋管地源热泵供热工况下从启动到进入稳定换热的时间为6～9 h,连续和间歇运行工况下COP的平均值分别为3.47和3.56,间歇运行工况下两个实验井的单位井深换热量比连续运行工况分别提高了6.6％和9.4％,两种U形地埋管换热器在48 h内的热影响半径均在0.5～1.0m之间.     

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.     

混合式地源热泵控制方法分析

通过实验分析得出混合式地源热泵在工程应用中的意义,指出地源热泵运行时其地埋管换热器全年吸/排热平衡的重要性.混合式地源热泵在工程应用时,主要作用之一是维持地埋管换热器的全年"热平衡".通过对南京地区几类常见的典型建筑进行全年能耗模拟,得出不同建筑冬、夏季地埋管换热器吸/排热的比例.结合具体混合式地源热泵实验,分析出基于全年地埋管换热器"热平衡"的不同类型建筑应用混合式地源热泵时的控制方法和控制参数.     

地源热泵U型竖直埋管换热器性能实验分析

利用已经搭建好的地源热泵实验系统对系统的U型竖直埋管换热器进行实验研究。分析了系统进入非稳态导热的"正规热状况阶段"的特性,对比了夏季连续运行工况下埋管间距为4 m时,单、双U型埋管换热器的换热性能及不同运行方式下埋管换热器的换热性能,探讨了冬、夏两季地源热泵系统的运行性能差异。     

重庆某办公楼复合式地源热泵系统设计

该文结合重庆某办公楼复合式地源热泵系统设计实例,对复合式地源热泵系统地埋管换热器部分的设计过程进行了分析。地温检测、管路反冲洗及泄漏检测系统的设置,确保地埋管换热器系统安全稳定运行。以上分析对今后重庆地区地源热泵系统的设计具有指导作用。     

地源热泵间歇运行对地埋管换热器性能的影响

运用二维非稳态导热模型对地源热泵夏季间歇运行模式地埋管换热器的换热特征进行了数值模拟,分析了间歇运行模式对地埋管换热器性能的影响。热泵停机后各处平均温度及平均线热流密度在穿透时间内将延续换热器正常运行时的变化规律;在总运行时间相同的条件下,开停机次数适当增加,可以有效改善地埋管换热器的性能。     

竖直U形地埋管换热器传热特性实验研究

竖直U形地埋管换热器进水温度一定的条件下,进出水温差不仅反映地埋管换热器的换热能力,还影响着地源热泵的运行效率,引入地埋管换热器能效系数反映此影响特性。实验研究了地埋管换热器进水温度、流量、地埋管埋深对地埋管换热器传热特性的影响。提高地埋管换热器的进水温度、降低流量、增大地埋管埋深可以有效增大能效系数。受地质条件与经济性等制约．地埋管换热器进水温度、埋深不能无限制增大,流量不能无限制减小,应根据实际情况进行优化分析：     

两种快速发展的地源热泵技术经济性对比分析及节能技术

空调用热泵是当前发展最快的一门技术，也是用于中央空调较理想的冷热源设备。介绍了热泵在空调中的应用、发展、种类和两种快速发展的地源热泵的供冷供热原理。根据新国标《地源热泵系统工程技术规范》对比分析了这两种地源热泵的技术经济性、造价、共同优点，以及地下水热泵的弊端，提出了克服其弊端的措施，并论述了地埋管热泵的节能技术及其节能潜力。     

地热换热器的传热分析

地热换热器是地源热泵系统的重要组成部分。本文综述了作者近年来在地热换热器传热模型方面的研究：提出了分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程的准三维模型，考虑流体工质在深度方向上的温度分布，给出钻孔内热阻的解析表达式；求得有限长线热源在半无限大介质中的瞬态温度响应解析解，并指出了Eckert的教科书中相关稳态解的错误；为确定地下水渗流对竖直埋管地热换热器的影响，导得了有渗流时无限大介质中线热源温度响应的解析解。以上工作改进和深化了国际上现有的地热换热器传热模型，并已应用于工程设计和模拟。     

地埋管换热器传热模型的回顾与改进

回顾了国内外关于地埋管换热器的设计计算理论、传热模型及其计算方法,发现几乎所有的模型都未考虑地下水渗流的影响。举例说明地下水流动对地埋管换热器有较大的影响,建立了考虑热传导和地下水流动共同作用的地埋管换热器的传热模型,并且对单井地埋管进行了初步分析,结果表明地下水渗流能增强盘管的换热能力。     

设计参数对螺旋埋管换热能力的影响

基于提出的螺旋埋管换热器三维数值传热模型,模拟研究了螺旋埋管的桩径、桩深及螺距3个设计参数对其换热能力的影响。在模拟结果的基础上,拟合得出了不同螺距条件下螺旋埋管换热器单位管长换热量关于桩径和桩深的函数关联式,以期为工程设计提供理论指导。     

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。     

跨越地裂缝热力管道的方案设计浅析

通过具体的工程,对两种热力管道敷设方式进行经济和技术比较,初步探讨了跨越地裂缝热力管道的设计要点及可行性.     

Exergetic modeling and assessment of solar assisted domestic hot water tank integrated ground-source heat pump systems for residences

The present study deals with the exergetic modeling and performance evaluation of solar assisted domestic hot water tank integrated ground-source heat pump (GSHP) systems for residences for the first time to the best of the author's knowledge. The model is applied to a system, which mainly consists of (i) a water-to-water heat pump unit (ii) a ground heat exchanger system having two U-boreholes with an individual depth of 90 m, (iii) a solar collector system composing of rooftop thermal solar collectors with a total surface area of 12 m², (iv) a domestic hot water tank with a electrical supplementary heater, and (v) a floor heating system with a surface of 154 m², and (vi) circulating pumps. Exergy relations for each component of the system and the whole system are derived for performance assessment purposes, while the experimental and assumed values are utilized in the analysis. Exergy efficiency values on a product/fuel basis are found to be 72.33% for the GSHP unit, 14.53% for the solar domestic hot water system and 44.06% for the whole system at dead (reference) state values for 19 °C and 101.325 kPa. Exergetic COP values are obtained to be 0.245 and 0.201 for the GSHP unit and the whole system, respectively. The greatest irreversibility (exergy destruction) on the GSHP unit basis occurs in the condenser, followed by the compressor, expansion valve and evaporator.     

基于层换热理论的竖直地埋管换热器设计方法

建立了地源热泵竖直地埋管换热器的三维传热温度场数学模型,模拟计算了不同季节不同工况下地埋管换热器内的水温分布。提出了层换热理论,竖直地埋管换热器及其周围岩土可以分为三个换热层——饱和换热层、换热层、未换热层。通过实测验证了该层换热理论。介绍了地埋管换热器埋深的确定、出水管的保温及流量的确定等。     

浅议地源热泵系统及其勘察设计的注意事项

分析了地源热泵在现今能源系统中的存在优势及其发展前景,简要介绍了地源热泵的原理、特点及组成,并对地源热泵的勘察设计进行了简要探讨,以期促进地源热泵系统的推广应用。     

新型地源热泵系统的介绍

根据地源热泵的原理,类型、特点,指出发展地源热泵的前景.介绍了一种新型的地源热泵系统,该系统根据不同的工况有5种不同的运行方式.通过几种运行方式的适当切换,可以达到节能的目的,而且不会造成环境的破坏,保证了地下水使用在用水量与能量消耗上的平衡,这种新型地源热泵系统在今后的工程应用中能够得到更广泛应用.