地源热泵系统钻孔间距对土壤热堆积特性影响的研究

针对钻孔间距对埋管区域土壤热堆积特性影响的研究,建立了竖直双U地下埋管换热器内热源模型,将数值模拟温度与土壤实时监测温度对比进行模型验证,二者误差仅为3%。计算分析了4.8~10.4 m共8种钻孔间距下的土壤温度分布,结果表明:钻孔间距越大,土壤热堆积程度越轻,井群间热干扰作用越小;当钻孔间距达到8.8 m后,增大管间距对热堆积特性的缓解程度减小,钻孔间距在4.8~8.8 m和8.8~10.4 m范围内,增加单位长度管间距时土壤温升降低分别为1.41℃/m和0.57℃/m,钻孔间距增大导致埋管区域向井群外土壤中传递的热量逐渐减少,周围的土壤温度逐渐降低,但各间距下热作用半径基本在16 m范围内。

地埋管换热器分区运行对土壤热堆积特性影响的研究

为了缓解埋管区域土壤的热量堆积问题，提出了埋管换热器按内中外、块状、间隔三种分区运行的策略，利用CFD软件建立了10×10的井群换热模型，对地源热泵系统在三种分区与不分区运行策略下运行十年进行数值模拟，分析不同分区运行策略对土壤温度分布和土壤热堆积特性的影响。模拟结果可知：不分区、内中外分区、块状分区、间隔分区四种运行策略下埋管区域的平均温度分别为25．23、23．31、23．06、23．28℃，最高温度分别为40．62、32．77、40．65、38．93℃；分区运行较不分区运行可以有效缓解热堆积作用，埋管区域整体温度较不分区运行时降低了2．00℃左右，内中外分区策略可以显著缓解埋管区域热堆积。

基于TRNSYS制冷工况光伏/热土壤源热泵综合性能研究

夏热冬冷地区GCHPs长期运行导致热堆积问题是目前阻碍其大规模发展的原因之一,为改善该问题带来的不利影响,利用PV/T系统辅助GCHPs进行联合制冷。采用TRNSYS对PV、GCHPs及PV/T-GCHPs制冷季运行性能进行模拟分析。研究表明:较于PV系统,PV/T-GCHPs组件平均温度最大降低38.14%,电效率、发电量最大提高22.67%、11.99%;PV/T-GCHPs运行10年后土壤温度最小增幅仅2.2%,较于GCHPs降低5.6%;且三种不同流量工况下运行10年后的COP虽变化不大但比GCHPs最少提高了5.2%。

基于Trnsys的地源热泵+冷却塔复合系统运行特性模拟研究

针对夏热冬冷地区地源热泵系统的土壤热堆积问题,以淮南市某建筑为研究对象,通过DeST软件对建筑冷热负荷进行全年逐时模拟分析,完成复合系统容量配置,利用Trnsys软件建立地源热泵+冷却塔复合系统仿真模型,并进行模拟计算。结果显示:系统完全满足建筑供热制冷需求,节能效果明显,年节约能耗3.0×10^(6)kWh,实现了地埋管周围岩土体的冷热平衡,全年土壤热不平衡率19.03%,年温度变化率仅为-0.7%。

一种可适于夏热冬冷地区的新型混合式土壤源热泵系统

针对夏热冬冷地区建筑夏季空调冷负荷往往大于冬季空调供暖负荷,采用地源热泵系统容易产生土壤"热堆积"问题,提出了一种利用冷却塔过渡季节土壤补偿蓄冷的新型混合式土壤源热泵系统;并根据地埋管换热器有限长线热源理论、热流叠加原理、冷却塔热湿交换原理,构建了关于该系统的热工性能评价模型;进一步以中国南京地区某住宅小区土壤源热泵系统为应用案例,将所提出的系统与传统的单一土壤源热泵系统进行了比较分析。结果表明,所提出的基于冷却塔过渡季节土壤补偿蓄冷的混合式土壤源热泵系统土壤热恢复方法,可有效缓解由于系统向地下土壤全年排热与取热不平衡而导致的土壤"热堆积"问题,研究结果可为地源热泵技术在夏热冬冷地区的高效应用提供优化设计与节能运行参考。