严寒地区太阳能-土壤源热泵复合系统运行特性研究

在极端寒冷区域通过增加辅助供热手段即引入太阳能,巧妙利用过渡季节的太阳能资源对土壤进行预热储存,进而在冬季时增强系统整体的运行效率与能源利用率,从而应对土壤源热泵系统在极端寒冷区域因为面临冷热负荷显著失衡导致系统的能效直接被削弱的问题。负荷模拟研究案例选定沈阳市一幢典型3层办公建筑,采用瞬态系统模拟软件计算15年全生命周期内太阳能-土壤源热泵复合系统的运行特性。该系统会有效提升土壤温度,冬季系统COP增幅6.7%,全年增幅3.8%,验证了通过蓄热方式减少地埋管数量的可行性。为降低系统总成本,对太阳能集热器面积和地埋管数量进行匹配及优化,提出了不同集热器和地埋管成本的最优组合,给出适用于严寒地区的土壤源热泵系统并应用于严寒地区土壤源热泵系统的方法与策略。

暖通专业土壤源热泵一体化系统设计原理与实践

本研究深入探讨了暖通专业中的土壤源热泵一体化系统的设计原理和实践应用。新型的环保节能设备,土壤源热泵,在暖通领域能为能源减排做出重要贡献。关于设计原理,需要了解的就是它的运作方式和系统构造,诸如散热管长短,设计工况等方面的关键因素同样不能忽视。在实践应用方面,我们根据设计原理在实际工程中设立了一套土壤源热泵一体化系统。经过长期运行和数据监测,这个系统稳妥运行,有效减省能源,从某种程度上证明了土壤源热泵一体化系统技术的实用、可行。此项研究有希望引导和推动暖通行业向绿色、低碳的方向发展。

海水-土壤双源热泵系统的气候适用性研究

海水-土壤双源热泵系统是有效利用海洋能与地热能的典型技术之一。为评估海水-土壤双源热泵系统在我国不同气候区的适用情况,选取大连、青岛、上海、舟山、湛江、三亚作为应用该热泵技术的典型城市,通过DeST搭建不同气候区典型城市的办公建筑模型,并根据现场实验台建立TRNSYS系统仿真模型,最后提出适用性评价指标来分析不同气候区应用海水-土壤双源热泵系统的性能、经济及环保效益。结果表明:性能效益优劣对比为大连>青岛>上海>舟山>湛江>三亚;经济效益优劣对比为三亚>湛江>大连>青岛>上海>舟山;环保效益优劣对比为大连>青岛>上海>舟山>湛江>三亚。

太阳能-土壤源热泵耦合运行热平衡研究

为了进一步提升北方地区土壤源热泵全季节运行效果,设计了太阳能与土壤源热泵耦合系统,以温度控制启停,实现太阳能储热水箱适时换热补热;并设置监测井,通过热响应试验测量全周期土壤温度,数据结果表明,所设计系统可有效解决寒冷地区土壤源热泵系统浅层土壤温度逐年下降的问题,且太阳能集热器的集热面积与供暖建筑面积之比为1∶14时浅层土壤温度可达到热平衡,实现供暖供冷系统稳定可靠、能效高、运行费用低的效果,对于土壤源热泵在北方寒冷地区的推广应用具有参考意义。

某合院别墅建筑土壤源热泵供冷、供热、供生活热水系统机房设计

对地源热泵系统、地埋管地源热泵系统、地埋管换热系统、合院别墅建筑的概念进行简单介绍,对于土壤源热泵供热空调系统原理进行简要说明,提出了一种适用于合院别墅建筑的土壤源热泵供冷、供热、供生活热水系统的设计方式。并以某合院别墅建筑项目为例,对其所采用的土壤源热泵供冷、供热、供生活热水系统设计原理、机房布置原则、注意事项和设计方法进行了具体介绍。

土壤源热泵蓄能系统在高校建筑中的应用

本文主要研究了土壤源热泵蓄能系统在高校建筑中的应用。首先介绍了土壤源热泵系统的基本原理以及蓄能技术的概念和分类。接着,分析了高校建筑的能耗现状和节能需求。然后,重点探讨了土壤源热泵蓄能系统在高校建筑中的应用,包括适用性分析、系统施工与调试以及系统运行与效果评估等方面。本研究可为高校建筑节能提供一定的参考和借鉴价值。

寒冷地区土壤源热泵冷热源系统设计方案研究

针对由于空调建筑全年所需的冷量和热量的不均衡性,使得土壤的年吸、释热量不平衡,从而将导致系统在连续多年运行后,热泵机组的运行效率不断下降,甚至会出现停机现象,该文以北京地区某一建筑的土壤源热泵系统为例,提出了增加辅助散热设备一冷却塔的设计方法,并利用 TRNSYS 模拟软件对冷却塔与埋管换热器的不同连接方式,即串联和并联,进行了模拟计算,得出了可保证土壤源热泵系统长期高效运行的各种设计方案,为在寒冷地区正确设计土壤源热泵系统提供了具体的解决办法。

混合式土壤源热泵系统的研究现状及展望

由于土壤源热泵系统单独长期运行存在土壤热失衡的问题,为此本文详细分析了土壤源热泵系统产生土壤热失衡的原因。并以此阐述了针对土壤热失衡问题而广泛采用的混合式土壤源热泵系统,并就其研究与发展现状进行了综述。介绍了混合式土壤源热泵系统的工作原理、运行模式、功能及系统优势。指出了目前该系统研究与应用中亟待解决的关键技术问题。最后对混合式土壤源热泵系统进行了建议和展望。

太阳能—土壤源热泵系统联合运行模式的研究

针对青岛地区的气象条件 ,对太阳能—土壤源热泵系统联合运行的各种模式进行了模拟计算 ,并与土壤源热泵作了比较。结果表明 ,与土壤源热泵相比 ,联合运行各模式具有明显的节能效果 ,其节能率在 12 %以上 ,可作为实际工程设计。

太阳能-土壤源热泵耦合系统及其地埋管系统

建立了太阳能-土壤源热泵耦合型热水系统实验平台,研究了在秋冬季不同运行条件下该系统的运行特性,分析了地下埋管系统中钻孔回填材料、U型管工作模式、套管内循环液流动模式、套管外管与内管的导热系数比等对系统制热效果的影响。研究表明,太阳能土壤源热泵系统在国内亚热带地区可以获得良好的应用,并给出了埋地换热器的合理形式。

太阳能-土壤源热泵系统(SESHPS)交替运行性能的数值模拟

针对青岛地区的气象与地质条件,以土壤温度恢复率为指标,对太阳能-土壤源热泵系统(SESHPS)的交替运行性能进行了数值模拟.结果表明:SESHPS以24 h为周期交替运行时,近盘管处土壤温度恢复率取30%～60%为宜,太阳能热泵投入运行的时间比例应控制在42%～58%,以此可确定出太阳能集热器的面积,为SESHPS的实际工程设计与运行提供了理论参考.

土壤源热泵系统埋地换热器换热性能研究

对土壤源热泵系统埋地换热器的影响因素进行研究,分析三种获得土壤热物性参数的方法,得到利用现场测试法较精确。搭建实验台对埋地换热器传热量进行测试,发现室内负荷和埋管循环水流量对埋地管与土壤的换热量影响较大,利用圆柱源传热模型进行模拟验证,模拟结果与实验结果吻合较好。

寒区太阳能—土壤源热泵系统太阳能保证率的确定

在寒冷地区以太阳能、土壤源作为热泵的低位热源对节约能源、保护环境、开发利用新能源和可再生能源具有重大的意义。文中首次提出了土壤源热泵系统在不同的运停比下的土壤温度场恢复率 ,并以此为指标 ,衡量土壤源热泵在各种不同运停比下土壤温度场的恢复程度 ,确定土壤源热泵的最佳运停比及太阳能保证率 。

中国地区土壤源热泵系统研究进展评述

综述了土壤源热泵系统地埋管换热器传热问题求解现状,分析了土壤源热泵系统仿真方法、模型建立的发展情况以及长期运行性能研究状况,最后,介绍了土壤源热泵系统新的发展—复合土壤源热泵系统,总结了当前研究的不足,指出了下一步研究的方向。

寒冷地区太阳能—土壤源热泵系统运行方式的探讨

在太阳能—土壤源热泵系统中 ,合理确定其运行工况 ,对系统运行的经济性、可靠性具有重要意义。该文对寒冷地区太阳能热泵系统在各种运行工况的运行特性及太阳能—土壤源热泵系统在各种运行方式下的运行时间分配比例进行理论研究 ,为太阳能—土壤源热泵系统的设计、运行管理提供参考。

土壤源热泵实验装置的数据采集及控制系统

本文介绍了土壤源热泵实验装置的数据采集及控制系统 ,从热泵系统中各压力、温度、流量、功率等测点和传感器的设置和分布 ;数据采集与控制的方法及硬、软件系统入手 ,经过 5个多月的运行测试 ,整个系统运行稳定 ,经分析其所得数据真实、可靠 ,表明该数据采集与控制系统是合理而完善的系统。

太阳能-土壤源热泵系统联合供暖运行模式的探讨

针对青岛地区的气候条件,对太阳能土壤源热泵系统(SESHPS)有、无蓄热水箱时各联合供暖运行模式进行了数值模拟。结果表明,与土壤源热泵相比,联合供暖运行模式具有明显的节能效果,有、无蓄热水箱时的节能率分别为14.5%和10.4%;有蓄热水箱时的联合供暖运行模式二(集热器与埋管串联运行,载热流体先经过埋管后进入集热器)的效果最佳。对SESHPS联合供暖运行模式的优化结果表明,可按能量比例63%与37%或尺寸比例13.8m/m2来设计埋管长度与集热器面积。

土壤源热泵系统能效提升要素分析

随着近几年节能减排政策的不断出台,土壤源热泵的应用范围和项目规模不断扩大,但是由于设计、施工及运行中存在的各种原因,一些已经投入使用的土壤源热泵系统工程的节能效果并不如人意。因此,从系统的角度出发,全面分析土壤源热泵系统能效提升中需要把握的几个关键要素,包括:保证低位热源的能量平衡、提高机组自控级别、优化水力输配系统、减少热损失环节、因地制宜按质用能的配置辅助系统、选择适宜的"供冷高温化和供热低温化末端系统装置",以及加强运行监测管理及维护工作。通过这些对这些关键要素的把握,可以改善和提供土壤源热泵的能效情况,具有现实指导价值和意义。

土壤源热泵系统的分析

对组成土壤源热泵系统的3个回路以及整个系统的制冷和制热工况进行了全面的分析,分别给出了它们的损失、效率、损率、损系数以及热力学完善度的表达式。结果表明:在对系统进行分析时,必须将这几个指标结合起来使用。在整个系统中,损率最大的部件是压缩机,而效率与热力学完善度最低的却是土壤热交换器。因此,压缩机和土壤热交换器是整个系统改进的首要对象。

SGCHPS土壤热平衡及系统热量利用

为解决严寒地区建筑物热负荷远大于冷负荷而导致的太阳能-土壤源热泵系统(SGCHPS)供热性能逐年下降、以至于无法使用的问题,提出依靠太阳能季节性土壤蓄热来维持土壤热平衡、提高系统效率的方法.以严寒地区太阳能-土壤源热泵供热供冷示范工程为平台,进行了为期3 a的蓄热、供热、供冷长期实验.实验结果表明:在保证供热供冷效果的基础上,土壤温度呈现日周期和年周期变化,土壤保持了以年为周期的热平衡;太阳能在冬季供热量中占85%;在供冷季同时进行蓄热和供冷的2组土壤换热器(GHE)可根据换热功率分配其比例.土壤蓄热解决了严寒地区建筑物冷热负荷不平衡的问题,使系统能长期高效运行,并实现了全年太阳能的利用,节约了大量的常规能源.