基于热平衡的复合式土壤源热泵系统运行方案研究

针对中国南方地区土壤源热泵系统由于全年向地下土壤排热量与取热量不平衡而容易出现的土壤"热堆积"问题,本文以杭州某住宅建筑土壤源热泵系统为例,建立冷却塔辅助土壤源热泵系统的仿真模型,并就该系统提出几种运行策略。结果表明:当热泵机组夏季冷却水进水温超过26℃时,开启辅助冷却塔方案为最优,本文对于复合式土壤源热泵系统的设计和运行有很好的参考价值。

复合式土壤源热泵系统设计

设计了一套复合式土壤源热泵性能实验台,采用冷却塔作辅助冷源、太阳能热水器作辅助热源,能够实现冬季供暖、夏季供冷、一年四季提供60-80℃生活热水的功能。给出了系统中热泵机组、空调末端设备、冷却塔、水泵、太阳能热水器等主要部件的选型计算方法,经搭建好的土壤源热泵性能实验台运行测试,制冷和制热效果良好,同时也解决了土壤热平衡问题。

基于冷热平衡的复合式土壤源热泵系统设计研究

地源热泵以其独有的能效优势、低碳排放、低品位能源利用等特点,受到国内外学者的青睐。近年来,因冷热平衡问题,衍生出了复合式地源热泵技术。以具体工程实例,从岩土热响应实验、全年动态冷热负荷、热平衡分析、辅助热平衡措施、运行策略等方面,探讨复合式土壤源热泵系统设计。

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。

基于负荷率的冷却塔复合式土壤源热泵系统的控制策略研究

本文针对冷却塔复合式土壤源热泵系统提出了一种基于负荷率的控制方式,以一栋图书馆建筑为例,采用TRNSYS软件建立复合式土壤源热泵系统模型,对基于负荷率控制的地埋管优先运行和冷却塔优先运行的两种方案的热源侧温度工况以及系统能耗进行计算分析,结果表明冷却塔优先运行的方案能耗更低。本文提出的控制方式以及采用的计算分析方法可用于冷却塔复合式土壤源热泵系统的设计。

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。

地源热泵耦合水蓄能及常规能源复合式系统在工程中的应用分析

以北京大兴国际机场临空经济区廊坊片区某办公商业综合建筑群空调冷热源系统为研究对象,根据项目区浅层地热能条件、峰谷电价政策,在分析设计日逐时冷热负荷的基础上,综合考虑满足使用、清洁环保、投资收益优化、安全可靠、运行高效的冷热源设计原则及地温场冷热平衡,提出了地源热泵耦合水蓄能及常规能源复合式系统设计方案及运行策略,并与无水蓄能的复合式地源热泵系统及常规能源系统对比,进行经济效益和环境效益分析,为其他同类项目提供参考。

太阳能-土壤复合式地源热泵供暖的实验研究

在所建立的太阳能-土壤复合式地源热泵实验台上,进行了单眼埋管井取热土壤源热泵供暖(模拟埋管面积不够的情形)和复合式地源热泵供暖的实验研究。结果表明,热泵机组从单眼埋管井取热时,冷凝器出水温度只有35℃左右,并且机组运行一段时间后,蒸发器出现结冰现象,造成了压缩机连续启停的不稳定工况;复合式系统运行时,蒸发压力始终保持在较高的水平,冷凝器出水温度达到43℃左右,可以满足风机盘管冬季工况的要求,复合式系统的机组平均制热性能系数为3.7。

基于热平衡的复合式地埋管地源热泵系统运行策略

建立了冷却塔辅助地埋管地源热泵系统的仿真模型,分析了复合式系统不同设计方案的运行策略。结果表明:对于既有地埋管地源热泵系统,若已按夏季最大释热量设计地埋管长度,则可按热平衡需求选择冷却塔;对于新建复合式系统,可按冬季热负荷设计地埋管,按冷热负荷之差来选择冷却塔,当热泵机组进口水温超过26℃时开启辅助冷却塔;此外,采用热泵机组承担全部冬季热负荷和部分夏季冷负荷,而冷水机组+冷却塔作为夏季补充的方案也可以取得较优的运行效果。

复合地源热泵系统土壤换热器预测模型研究

在复合式地源热泵系统中控制策略存在着极大的优化空间,本文提出以土壤换热器与冷却塔两者出口水温作为控制依据的运行策略,为实现此控制方法,需要建立准确的预测模型。本文运用人工神经网络(ANN)实现土壤换热器侧出口水温的预测,研究复合式地源热泵系统不同运行模式下预测的可行性与准确性,并与动态数值模拟结果比较。结果表明利用人工神经网络可以准确预测土壤换热器的出口水温,且模型具有较好的泛华能力,最大误差不超过0.25℃。

冷却塔复合式地源热泵系统的运行策略研究

提出可计算土壤温度和系统能耗的程序算法,分析不同设计方案下的运行策略。结果表明:地埋管与冷却塔串联连接的削峰控制对土壤温度的影响最大;并联和混合连接的温度控制与温差控制对土壤温度影响较小;混合连接的温差和负荷控制运行策略下能耗最小。针对天津办公建筑空调系统,推荐采用冷却塔和地埋管混合连接形式,采用温差和负荷控制运行策略。

复合式地源热泵系统及运行控制模拟分析

提出复合式地源热泵系统的顺序控制法与湿球温度控制法,建立了基于TRNSYS的复合式地源热泵系统及其控制系统模拟平台。以郑州某建筑复合式地源热泵系统为研究对象,并对该系统在不同运行控制下的运行及能耗进行动态模拟。模拟结果表明对于该地源热泵系统,采用湿球温度控制法并选定合适的湿球温度能保持土壤的热平衡性并且减少系统能耗。

辅助冷却的复合式地源热泵系统性能分析

文中提出两种辅助冷却的复合式地源热泵系统,以江南镇江地区一栋典型办公大楼为例,利用TRNSYS软件建立复合式地源热泵系统仿真模型,并与传统地源热泵系统的运行性能及能耗进行对比分析,结果表明:设有冷水机组的辅助冷却复合式地源热泵系统的土壤温升更小、运行更稳定高效、系统能耗更低、具有更好的经济性.

复合式地源热泵系统三维非稳态数值模型研究

在冬冷夏热且夏季冷负荷远大于热负荷地区常采用复合式地源热泵系统,其中控制策略存在极大优化空间。当需要获得地下土壤温度分布,或将地下某点参数作为系统运行模式的控制参数时,就需要建立精确可靠的三维非稳态模型。利用FLUENT软件建立带有冷却塔的三维非稳态复合式地源热泵系统数值模型,详细介绍热泵机组,土壤换热器,冷却塔,板式换热器等主要部件的建模过程,对系统设计及运行控制策略研究提供极大帮助。

复合式土壤源热泵系统的分析研究

本文简介了土壤源热泵的国内外发展状况和土壤源热泵系统的设计，着重从满足土壤源热泵系统长期稳定运行，以寒冷地区的某工程为实例，研究分析了复合式土壤源热泵系统的技术经济性，比较了不同调峰比例时的初投资、运行费用等，并以净现值进行经济效果评价和优化方案。

太阳能-土壤源热泵复合系统的研究现状

阐述了太阳能-土壤源热泵复合系统的工作原理、运行模式、功能及技术优点,详细介绍了太阳能-土壤源热泵系统国内外研究与发展现状,并指出了目前太阳能-土壤源热泵系统研究与应用中有待解决的关键问题。

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-地源热泵复合系统的性能分析及优化

以应用于西安市周边地区农村住宅的太阳能-地源热泵复合系统为研究对象,利用TRNSYS软件对该复合系统进行建模。首先,对复合系统中主要部件的参数计算方式进行了详细阐述;其次,对复合系统中的太阳能集热器倾角与蓄热水箱容积进行了分析;最后,从太阳能集热系统集热量、地源热泵系统能耗及能效比(COP)等角度对复合系统的运行工况进行优化。研究结果表明:在整个供暖期,在集热器倾角为52°、蓄热水箱容积为0.45 m^(3)时,整个复合系统的总能耗最低;优化后的复合系统的总能耗为1089.6 kWh,地源热泵系统在运行期间的平均COP为3.5371,太阳能集热器的累计集热量为327.3 kWh。研究结果为西安市及其周边地区应用太阳能-地源热泵复合系统的设计及优化奠定了基础,对实现碳达峰及碳中和目标具有重要意义。

基于地源热泵的复合式空调冷热源系统设计

针对某现代化建筑群的空调系统,提出了基于地源热泵的复合式冷热源系统的设计方法。详细阐述了系统的设计原则,地下换热器系统设计及土壤热泵系统的控制等内容。通过实际测算,该设计大大节约了空调系统的耗电量,具有很好的借鉴性。

基于运行策略的某复合式地源热泵系统运行优化分析

以华东地区的某大型客站复合式地源热泵系统为研究对象,通过对系统的连续实地测试,在其供冷季节的实测数据基础上,分析系统运行策略对地源热泵地埋管换热性能和机组性能的影响,提出其运行策略的优化途径,并以系统仿真软件TRNSYS为平台,搭建系统仿真模型,通过模拟系统多年运行,分析三种运行策略的可行性,认为夜间间歇的地源热泵机组优先制冷的运行方式,有利于系统的多年稳定运行,是较优的运行策略。