中深层U形地埋管地源热泵系统运行优化研究

建立中深层U形地埋管换热器的解析解模型,提出综合考虑建筑动态热负荷和地埋管换热器动态换热过程的中深层U形地埋管地源热泵系统运行优化模型,并利用该模型分析运行参数对地源热泵系统性能的影响。结果表明:在保证系统供热量相同的前提下,与定流量(110m^(3)/h)运行方式相比,采用变流量的运行方式可使热泵机组和循环水泵在2112h内的总耗电量由288423kW·h下降到224592kW·h,减少22.1%;随着回填材料导热系数增大,供热不足的情况出现的频率有所减小,供热保障率增大;垂直管段长度从2300m增大到2500 m,系统平均供热保障率从95.7%增大为98.8%,热泵机组平均COP从4.929增大为5.135;建筑热负荷的增大会使热泵机组COP近似线性减小,总耗电量增加。

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。

导向钻井下行通讯地面监控系统设计

针对变钻井液排量进行导向钻井下行通信设计了地面监控系统:给出了下行通讯指令传输系统的组成及原理,并利用MATLAB的图形用户界面(GUI)设计了地面监控系统的主界面、信息回放和指令下传等界面,实现了井下采集的数据回放、曲线绘制.根据变钻井液排量指令特点及编码方式,实现了对下传指令的选择,并直观显示出选中的指令编码形式,完成对串行口通信参数的设置,实现下传指令的发送.

某地地埋管热响应试验研究与传热性能分析

地埋管换热器传热性能及传热过程的研究一直是地源热泵工程应用的理论基础和重点。结合河南某地地源热泵工程,针对不同埋管方式的垂直U型地埋管建立现场热响应试验系统,分析得到场地土壤等效导热系数为1.52 W/(K·m);双U型(每个钻孔中埋设两组U型管)地埋管换热器的换热效果比单U型管高30%左右,De32(公称外径为32 mm)型双U地埋管的延米(单位管长)换热量比De25型高约10%,地埋管延米换热量随载热流体流速的变化不呈正相关变化,存在最优流速使得换热器换热效果最好;以单位钻孔深度换热量最大作为优化条件提出优化U型地埋管换热器设计的方法,建议设计前试验确定适合管径和流体最优流速。

杭州某既有建筑节能改造

介绍了该既有建筑的围护结构、给排水系统、电气自控系统和空调系统的节能改造。作为节能改造示范工程,采用了地源热泵、温度湿度独立控制、水冷VRF、风冷VRF等不同空调系统,以便对比不同系统的运行数据。给出了夏季空调系统的实际运行数据并针对发现的问题进行了分析,供同类工程既有建筑节能改造参考。

盐城工学院图书馆节能技术集成应用研究

结合某新建图书馆工程实际,因地制宜,利用土壤源与闭式地表水复合式地源热泵技术,以地埋管换热器为主,提供建筑冬季所需热能,夏季利用地埋管换热系统、地表水(湖水)换热系统一起排出空调系统的热量,地表水(湖水)换热系统同时起到平衡地下排热与取热、保持地温稳定的作用,有效提高系统的安全性、减少系统造价。结合围护结构、遮阳技术、节能灯具设备等节能集成技术应用,使综合节能率达65%以上。

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%。

土壤源VRF空调系统冬季运行特性实验研究

以土壤源VRF空调系统为研究对象,利用土壤源VRF实验台对其冬季运行特性进行了实验研究,分析在不同开机率时,小时制热量、小时耗功量、机组COP随部分负荷率的变化规律。结果表明:小时制热量与小时耗功量随开机率的升高基本呈现增大趋势,且耗功量对开机率的变化更为敏感;不论室内机的开启率为何值,小时制热量随部分负荷率的增大而增大,小时耗功量、机组COP随部分负荷率的增加呈现下凹、上凸的变化趋势,即土壤源VRF空调机组在部分负荷运行条件下具有较为良好的节能性。

热回收地源热泵机组的水温控制

提出了变流量间接控制方案,即通过调节地源侧水流量间接控制热回收热水温度,以保证冷水和热回收热水温度恒定的方法。给出了控制原理和控制方案。结合杭州某办公楼示范工程,验证了该系统的控制精度,结果表明该系统控制效果良好。

基于监测数据的土壤源热泵系统设计优化分析

针对建筑中地源热泵系统实际地下换热过程复杂、设计困难等问题,以苏州地区某浅埋式地源热泵系统为研究对象,运用TRNSYS软件搭建地源热泵仿真模型,对一定条件下埋管内冷却水流速与地源热泵系统性能的耦合关系进行了模拟分析。仿真结果表明相同蓄热体积下埋管深度对系统性能影响较小。增大冷却水流速有利于土壤温度恢复,但系统耗电量增加。该浅埋式地源热泵系统冷却水流速1~2 m/s均在合理范围内,且埋管深度越大,最佳设计流速越小。

不同流态下单U埋管内流体的换热性能研究

根据地源热泵地下埋管的换热特性,展开实验研究,对4根单U型地埋管设置不同流速,测定不同流速下地埋管进出口水的温度、流量、压缩机功率、水泵功率,计算单位地埋管换热量、不同流速下的换热效果、机组性能系数COP。实验表明,流速在0.38~0.52 m/s、雷诺数的范围为11 000~16 000时,埋管端的平均换热量为15.6 kW,每口埋管井的每米换热量为35~45 W/m,进出口温差在3.5~5℃范围内,机组平均性能系数COP为5.75,机组整体效率最优。

土壤源热泵系统地源侧设计流量的计算方法探讨

土壤源热泵系统的地源侧设计流量直接影响着地埋管换热系统的换热效果以及系统的输送能耗。本文以郑州地区1栋实验教学楼的地埋管换热系统的设计为例,分析探讨了土壤源热泵系统地源侧设计流量的优化计算方法,并给出了低导热系数地质条件下优化地埋管流速的方法。

水平地埋管冬季土壤温度场及换热性能研究

以土壤源热泵水平地埋管为研究对象,建立了水平地埋管的二维数学模型,采用边界离散、保形变换方法对模型进行求解,采用VB编制了水平地埋管及其周围土壤温度场计算软件。运用模型和软件,模拟冬季工况下,水平地埋管及其周围土壤温度场和热流量分布情况。冬季水平地埋管周围土壤温度纵向呈不对称单峰状分布,横向呈完全对称的单峰状分布。地埋管外土壤沿与地埋管同圆心的圆周上温度呈正弦曲线分布。随着位置远离地埋管,土壤温度变化幅度减小。地埋管上部热流量较高,下部热流量较低。给定工况下水平地埋管单位管长换热量模拟值与实验值比较,误差为6.2%,可靠性较高。