深层岩土热物性的现场测定

地下岩土热物性的确定一直是地源热泵技术领域的难点之一.利用自主研发的现场测定岩土热物性方法和仪器,对待建地源热泵工地岩土层热物性进行了现场测试.测试结果表明:测得的岩土热物性,能够满足地源热泵工程设计的精度要求.     

基于MCGS的岩土热物性测试系统

根据传热学基本原理及地下埋管换热器模型,研制了一套基于MCGS的岩土热物性测试设备,对既有的地源热泵实验室地埋管换热器进行现场实测,得到了实验室所在地的岩土热物性参数。     

地源热泵岩土热物性现场测试方法评价

在总结地下岩土热物性现场测试方法的理论模型和算法的基础上,通过建立地源热泵系统的三维数值模型,构建了一个虚拟的标准地质孔,模拟得到了热响应曲线.采用常用的3种岩土热物性测试方法对标准地质孔的热物性参数进行了辨识,结果表明,与柱热源模型相比,基于线热源模型的2种测试方法具有较高的计算精度.     

岩土热物性热响应测试的试验研究

通过测试装置测定出测试孔输入功率、环路平均温度,采用线热源模型对现场测试数据进行推导分析,计算出测试孔岩土导热系数,该数值对在当地以及周边地区进行土壤源热泵系统设计具有重要的参考价值。     

岩土热物性参数的估算方法比选

基于岩土热响应试验的岩土热物性参数估算可采用线性推导法、参数估计法(三参数估计法、双参数估计法).介绍3种估算方法的计算原理,对计算精度进行了理论分析,推荐采用三参数估计法.     

浅层岩土热物性参数测试与分析

介绍了浅层岩土热物性参数测试的计算模型、测试方法等。以线热源模型为基础,采用斜率法计算导热系数,按照室内试验及工程经验选取容积比热容,从而求得热阻,通过实例验证了该方法的准确性。现场实测表明热干扰距离的研究难以通过单孔热响应测试获得,可按已有研究成果选取。     

线性推导法估算岩土热物性参数的精度检验

结合工程实例,根据岩土热响应试验(采取对岩土施加恒定热流方式,分别施加两种加热功率)的现场测试结果,采用线性推导法对岩土热物性参数进行估算,检验线性推导法的计算精度。线性推导法的计算精度不满足工程要求,建议采用参数估计法。     

地层热物性原位测试方法及仪器

地层热物性参数是影响地源热泵地下热交换管长度的主要因素。对于大型的垂直埋管热泵系统。需进行现场地层热物性原位测试。可以得到较准的钻孔的地层平均导热系数和钻孔的热阻。BTR-4000型地层热物性原位测试仪为准确设计地源热泵地下埋管长度提供了一种手段。经测试应用,对于垂直埋管地下换热器而言。圆柱源模型比线热源模型的分析解更具有清晰的物理意义和更高的模拟精度。     

基于遗传算法的岩土热物性参数的反演

针对最优化方法反演岩土热物性参数易陷入局部最优解或不容易收敛的问题,基于遗传算法的全局随机寻优特性,将实数编码的遗传算法应用到岩土热物性参数反演中,将其所反演的参数结果与用传统最优化理论所得结果对比分析,结果显示遗传算法在反演岩土热物性参数是可行的,可以较为高效地得到符合实际近似最优解.     

土壤源热泵岩土热物性测试的参数分析

钻孔周围岩土热导率、单位体积定压热容与钻孔内热阻是土壤源热泵地埋管换热器设计的主要参数。采用基于线热源理论的参数估计法计算岩土热物性参数,对理论值施加高斯噪声扰动得到不确定因素影响的模拟值。通过数量级比较和参数估计法处理理论值和模拟值,分析各参数间的相互影响。岩土的单位体积定压热容对钻孔周围岩土热导率的影响较小,钻孔周围岩土热导率对其他两个参数的影响较大。     

岩土热响应测试计算软件的研发与应用

采用Visual C#语言,结合双参数估计法,基于线热源模型,开发了岩土热响应测试计算软件,实现了岩土热物性参数快速准确的输出。利用自行设计研发的岩土热响应测试装置,对重庆地区两个地源热泵工程的单U型地埋管进行了不同加热量的热响应测试,利用岩土热响应测试计算软件进行计算。     

地源热泵系统岩土热响应试验探讨

介绍了地源热泵系统岩土热响应试验的基本原理。对某地源热泵工程进行了岩土热响应试验,对试验结果的影响因素进行了分析。试验结果受地表空气温度及回填材料含砂量的影响较小。     

地埋管地源热泵运行工况参数的确定方法

针对目前地埋管地源热泵运行工况参数取值标准不明确的问题,提出了基于全年能耗模拟与基于季节能效比两种比较确定方法,将地源热泵系统与空气源热泵系统、冷水机组加锅炉系统的能耗进行比较,进而确定地源热泵的合理设计工况参数,以保证地源热泵的节能性.以南京地区某建筑为例,计算出地源热泵系统合理的季节能效比.     

某地源热泵空调系统工程设计

根据工程所在地的客观条件,从热物性测试、埋管形式、埋管数量、系统配置等方面介绍了地埋管换热器和空调系统的设计以及地埋管换热器的施工,并就地埋管换热器设计和施工的关键技术问题进行了分析和探讨。     

地源热泵设计中两个重要参数的实验研究

在地源热泵系统设计时,地埋管换热器进口水温和管内流速对换热量有着非常重要的影响.热响应实验以单口地埋井为实验对象,通过改变换热器内介质的流速及进口温度,得到了单位管长换热量,为地埋井深度的设计提供参考.     

九华山庄二期地埋管地源热泵工程

介绍了九华山庄二期地埋管地源热泵系统的设计、施工、调试以及跟踪测试的情况。阐述了选择复合式系统的理由,指出测试土壤热工参数以及进行地下温度模拟的必要性和确保地下热平衡的重要性。分析了地埋管地源热泵系统的测试结果。     

不同回填材料下地埋管换热器性能的实验研究

实验研究了原土(粉细砂)和中粗砂回填条件下双U形地埋管换热器的传热性能,获得了换热量随管内流体平均温度的实测变化曲线。结果表明,换热量与流体平均温度之间呈线性变化规律,在地埋换热器工作温度范围内,中粗砂回填时的换热量比粉细砂回填时高约10%(取热工况)和6%(排热工况)。建议在选择回填材料时,应在考虑其对地埋管换热器传热特性影响的基础上,进一步考虑其经济性。     

基于TRNSYS地埋管地源热泵变流量系统性能分析

利用TRNSYS建立了地埋管地源热泵循环水系统仿真模型,通过理论计算和实测数据验证了变流量工况下的地埋管换热模型。在考虑了流量流态、水泵扬程及水泵综合效率等因素的前提下,计算出最小流量比,结合间接控制冷凝温度和限定最小流量比的方式控制水泵变频运行。基于模拟结果,分析了变流量对地埋管换热量和土壤温度变化的影响,讨论了系统的整体能耗和综合节能潜力。结果显示,相对于定流量系统,变流量系统的水泵能耗大幅减少,空调系统总能耗减少,系统EER提高,制冷期系统节能率可达6.94%。     

忽略回填料与岩土热物性差异对桩基埋管换热计算的影响

桩基埋管换热器具有桩径大、埋深浅的特点,适用于桩基埋管特点的系列导热解析解模型被不断提出,但是该类模型均忽略了回填料与岩土热物性的差异。对于桩径较大的桩基埋管而言,较大的热物性差异将引起较大的计算误差。建立了区别回填料与岩土热物性差异的导热数值解模型,对比分析忽略热物性差异对桩基埋管换热计算的影响,研究表明:导热系数差异对桩基埋管长时间运行的换热热阻计算影响甚小;容积比热差异将引起桩基埋管较大的设计容量误差;桩径越大,热物性差异引起的计算误差越显著。     

Experimental study of a solar-assisted ground-coupled heat pump system with solar seasonal thermal storage in severe cold areas

This paper presents the experimental study of a solar-assisted ground-coupled heat pump system (SAGCHPS) with solar seasonal thermal storage installed in a detached house in Harbin. The solar seasonal thermal storage was conducted throughout the non-heating seasons. In summer, the soil was used as the heat sink to cool the building directly. In winter, the solar energy was used as a priority, and the building was heated by a ground-coupled heat pump (GCHP) and solar collectors alternately. The results show that the system can meet the heating-cooling energy needs of the building. In the heating mode, the heat directly supplied by solar collectors accounted for 49.7% of the total heating output, and the average coefficient of performance (COP) of the heat pump and the system were 4.29 and 6.55, respectively. In the cooling mode, the COP of the system reached 21.35, as the heat pump was not necessary to be started. After a year of operation, the heat extracted from the soil by the heat pump accounted for 75.5% of the heat stored by solar seasonal thermal storage. The excess heat raised the soil temperature to a higher level, which was favorable for increasing the COP of the heat pump.