基于TRNSYS的中深层土壤源供暖系统运行特性分析

本文针对长春地区某居住建筑,利用TRNSYS软件建立中深层地埋管土壤源热泵系统仿真模型,模拟分析了热泵机组性能系数(简称COP)随地埋管深度和运行年数的变化趋势及岩土导热系数对地埋管出水温度的影响。结果表明,地埋管深度越深,COP随运行年数变化越小,系统运行越趋于稳定。当地埋管深度达到1800 m时,系统运行趋于稳定。在运行初始阶段,地埋管出水温度变化幅度较大。当运行达到750 h时,地埋管出水温度趋于稳定;当热储层岩体导热系数增加2 W/(m·℃),载热流体出口温度由34.1℃增至36.9℃,增加了8.21%,由此可见岩体导热系数对地埋管出水温度的影响显著。

太阳能应用于土壤源热泵低温热源侧的实验研究

为了提升热泵机组的性能系数COP,合理利用不同温度层次的太阳能集热量,文章基于太阳能—土壤源复合热泵系统的大量实验结果,分析了蒸发器进口温度对热泵系统各项性能的影响,并在此基础上,分析了复合源热泵工况和太阳能热泵工况的运行特点。分析结果表明:随着蒸发器进口温度的升高,热泵机组吸热量逐渐增大,热泵机组输入功率略有增加,导致热泵机组的供热量和COP均逐渐增大;复合源热泵工况下,存在土壤源和太阳能共同供热,以及土壤短期储热与太阳能单独供热同时进行的两种运行情况;为了提升热泵机组的工作性能,在太阳能集热量较低时,优先运行复合源热泵工况;土壤源温度的自然恢复能力较差,需要利用太阳能集热系统对土壤源进行跨季强制蓄热,以提高土壤源温度,缓解土壤源冷堆积现象。

土壤源热泵冬季工况启动特性的实验研究

结合对土壤源热泵冬季制热工况的实测 ,研究了土壤源热泵的启动工况。结果表明 ,土壤源热泵的冬季启动时间比夏季的短 ,仅为 4～ 5h。实测获得了单位钻孔长的取热率为40～ 60W /m ,可作为设计参考数据。分析了土壤源热泵冬季制热工况的系统COP值和压缩机COP值 ,指出要获得好的节能效果 ,必须优化系统 。

土壤源热泵的研究

土壤源热泵是利用媒介质取其土壤内冷 (热 )能量的新型装置 .在分析土壤源有关特性的基础上 。

太阳能-土壤源热能耦合道路融雪系统融雪性能的研究

基于太阳能-土壤源热能耦合道路融雪试验系统,开展能量转化型道路融雪性能的研究,分析了融雪过程道路温度场的变化规律并对影响系统融雪效果的因素进行探讨。研究显示:路面融雪经历初期升温过程-恒温融雪过程-融雪后升温过程3个阶段,且同一水平面内,由于与埋管的距离不同,温度分布不均匀,造成带状无雪区域的出现;太阳能-土壤源热能耦合道路融雪系统影响因素分析表明:管间距、埋设深度、液体流速、环境温度等因素对融雪效果存在显著影响,可针对具体运行工况,通过调整相关参数达到理想的融雪效果。

太阳能与土壤源耦合供暖系统的实验研究

在分析太阳能、土壤源热泵及联合供热特点的基础上,研究了太阳能热泵独立系统、土壤源耦合热泵系统运行模式的制热性能和节能效果,建立了太阳能蓄能-热泵耦合热泵系统的供暖模式及优化模型。通过采暖季初期的太阳能蓄能、供暖,土壤源热泵独立供暖及太阳能-土壤源耦合热泵供热的实验研究,验证了太阳能-土壤源耦合热泵供暖模式的可行性和经济性,对比了太阳能-土壤源耦合热泵与单独运行土壤源热泵的系统性能。在整个供暖期内,太阳能-土壤源耦合热泵系统热泵机组平均COP为4.33,系统COP为3.98,系统性能优于任一独立系统。对于热泵容量2.5kW的实验机组,供暖系统冬季可节电2100kWh,综合经济效益显著。

运行模式对土壤源太阳能热泵垂直埋管换热影响的研究

文章设定了土壤源太阳能热泵系统的3种运行模式(连续取热模式、间歇取热模式及间歇取热+蓄热模式),并分别用定热流和等壁温两种方法,对3种运行模式下的垂直U型埋管进行温度场模拟。结果表明:间歇取热+蓄热模式最有利于土壤温度场的恢复,其定热流和等壁温模拟结果一致;等壁温模拟条件下,采用间歇取热+蓄热模式运行24 h后,地埋管取热热流量较间歇取热模式高19.6%,较连续取热模式高36.5%。

太阳能-土壤源热能耦合桥面融雪系统温度分布特性的研究

依托太阳能-土壤源热能耦合桥面融雪系统试验路开展桥面融雪系统温度分布特性的研究,对比分析有无加热系统的桥面温度场分布规律,研究加热系统运行对桥面温度分布的影响,并通过调整测试工况,对影响桥面温度分布的因素进行探讨。研究显示:正常天气状况下,桥面不同深度处的温度、热流密度日变化均近似呈正弦状分布;随着深度的增加,日温差及热流密度的日波幅逐渐减小;太阳辐射是桥面温度变化的重要影响因素。加热系统的运行,增大了桥梁结构内部的传热量,改变了桥梁结构一定深度范围内热流传递的方向,桥面温度分布发生显著改变。对影响系统运行效果的因素研究表明:可通过使用高导热系数管材、提高循环流体温度及流速改善太阳能-土壤源热能耦合桥面加热系统的使用效果。

复合式土壤源VRF系统夏季节能特性的实验研究

详细介绍了系统实验台,并利用该实验台对比分析了冷却塔VRF系统和土壤源VRF系统夏季制冷工况的节能性,得到了两者在夏季制冷运行时部分负荷率下机组EER和系统EER的实际变化规律。冷却塔运行工况下系统EER变化范围为1.19～3.63,地埋管运行工况下系统EER变化范围为1.12～5.4,为复合式土壤源VRF系统的研究和运行策略提供了必要的实验依据。

贵阳市土壤源浅层地温能适宜性分区及资源量评价

浅层地温能作为清洁、可再生的新型能源,对解决能源短缺、温室气体排放等问题有很大帮助。在分析贵阳市土壤源浅层地温能赋存条件、现场热响应试验的基础上,获得了区内热物性参数、地层的热效应试验特征。利用层次分析法对土壤源浅层地温能进行了适宜性分区,并以此为基础计算了贵阳市浅层地温能的总换热功率和开发利用潜力。贵阳市土壤源浅层地温能如能充分的开发利用,则冬季可供暖面积1.95×10~8m^2,夏季可制冷面积1.95×10~8m^2,推广和利用浅层地温能对贵阳市经济的快速发展具有重要意义。

太阳能-土壤源热能复合道路融雪系统融雪特性的仿真分析

针对太阳能-土壤源热能复合道路融雪系统融雪过程,基于自行开发的道路融雪系统融雪模型,采用仿真分析的方法探讨环境温度、雪层厚度、输入热功率等融雪条件对融雪过程中的待融阶段、融化阶段及融后蒸发阶段融雪特性的影响;在此基础上,基于显著影响不同阶段融雪特性的因素,开展太阳能-土壤源热能复合道路融雪系统运行策略的研究,建立针对融雪过程不同阶段的系统运行过程控制图,提出融雪系统运行策略,为太阳能-土壤源热能复合道路融雪系统的运行过程控制提供参考。

太阳能-土壤源热能流体加热道路融雪系统融雪模型的建立

综合考虑融化雪水在道路结构中的传递对道路材料热物理性质的影响,利用含水量作耦合项,建立太阳能-土壤源热能复合流体加热路面融雪系统的温-湿耦合融雪模型,运用显式有限差分法编制模型程序,实现融雪系统仿真。基于建立的模型,探讨计算深度、融雪目标等模型参数对太阳能-土壤源热能复合流体加热路面融雪系统融雪效果评价的影响,得到融雪模型合理的计算深度,并分析融雪目标与融雪系统设计热负荷间的关系。

土壤源空调系统全年运行设计与计算分析

采用贝塞尔函数求解了U型埋地换热器在稳态和正弦波边界下的解析解,可计算给定全年动态负荷下埋地换热器内流体温度,并据此判断埋地换热器的设计能否满足建筑物的要求。给出了在不同因素影响下流体全年最高温度和最低温度与U型管单位长度设计取冷(热)量的关系曲线,可用于指导U型埋地换热器的设计。得到了建筑物全年累计耗热量和耗冷量、最大热负荷和冷负荷应满足的关系,可用于指导建筑物冷热源方案的搭配。

土壤源多联机系统极限工况运行特性实验研究

土壤源多联机系统是由多联机和土壤源热泵两种技术组合而成的一种新的节能技术,其运行性能受到地源侧进水温度的影响。通过搭建试验台,研究制冷和制热时地源侧进水温度对土壤源多联机系统实际运行性能的影响,着重对地源侧进水温度达到极限温度后土壤源多联机系统运行性能进行研究。

土壤源/直膨式太阳能双热源热泵热水系统设计

为了充分利用炎热季节和过渡季节的太阳能又确保寒冷季节热水需求量,并避免单独应用土壤源热泵时存在的缺陷,结合广西大学23号研究生宿舍楼热水工程(示范项目),阐述了土壤源/直膨式太阳能双热源热泵系统及自流式供热水系统的创新设计理念及设计方法。分析结果表明:双热源热泵系统比土壤源热泵系统每年可节电3 420 kW.h,并减少从地下土壤吸热量106 538 kW;自流式供热水系统比循环式一年可以节电5 475 kW.h。

空气-土壤源双热源复合热泵性能分析

通过分析空气源热泵和土壤源热泵的运行特点,介绍了一种空气-土壤源双热源复合热泵,以济南市某别墅为例用De ST软件计算出其逐时冷负荷和热负荷,通过计算比较土壤源热泵从土壤中的吸热量和放热量,以土壤源热平衡为基准,确定了其最佳复合温度为3℃。通过统计分析空气源热泵和土壤源热泵的运行时间及运行性能,初步确定了空气-土壤源双热源复合热泵在济南地区使用的COP为3.77,证明了空气-土壤源双热源热泵比单一的土壤源热泵系统运行更稳定且COP更高,并且能够减少从土壤中的吸热量,缓解土壤的热不平衡,能够实现整个系统的长期和高效运行。

土壤源热泵适用性分析

分析了土壤源热泵的初投资和地埋管占地面积问题,以及机组运行后土壤温度和系统COP变化等情况,然后与传统闭式冷却塔对比做了运行费用分析,最后提出了土壤源热泵的适用范围。

太阳能—土壤源复合式热泵制热特性实验研究

针对太阳能热泵和地源热泵应用中的问题,设计了以壳-套管三介质复合换热器为核心部件的太阳能-土壤源复合式热泵系统,并进行了冬季制热性能的实验研究。结果表明,在热源侧总循环水流量不变的条件下,与单一土壤源热泵相比,太阳能-土壤源复合式热泵系统制热量提高了16.5%,COP提高了17%。

土壤源热泵系统国内外研究状况及其发展前景

介绍了土壤源热泵的构成、工作原理及分类,分析了土壤源热泵国内外研究状况,详细阐述了其技术 特点;给出了土壤源热泵研究与开发中的关键性问题,指出土壤源热泵的发展前景。

地源热泵土壤源换热器的施工技术

地源热泵(G round Source Heat Pump,GSHP)作为最有发展潜力的热泵技术在各级政府的积极推介下发展迅速,但由于地源换热器施工安装成本高,技术的发展遇到了很大的阻力。探讨了土壤源换热器施工技术和土壤源换热器的热平衡问题,力图提高土源换热器施工技术,降低地源热泵成本,促进该技术的推广应用。