湖南地区土壤源热泵制冷运行特性的实验研究

以南华大学土壤源热泵系统为研究对象,对夏季制冷运行特性进行实验研究。测得了热泵运行前土壤原始温度分布,测试了热泵机组连续和间隙运行时,管壁处土壤温度变化情况,埋管侧进出口水温的变化情况以及埋管换热器的换热情况。研究结果表明:土壤原始温度为19.77℃,与连续运行相比,间隙运行下管壁处土壤温度降低了2.3℃,埋管侧进出口水温分别降低了2℃和2.3℃,单位管长深换热量提高了25%。

地源热泵地下单管在大连地区的实验研究

地源热泵以其环保特性越来越受到空调界的重视。地下埋管换热器是地源热泵研究的重点和难点之一,不同的地质条件会有不同的换热效果。因此,大连理工大学针对大连地区地质为岩石这一特点建立了地源热泵实验系统。由于单管换热特性是研究地源热泵地下埋管特性的基础,所以实验采用电加热器控制单管的进口水温,使其保持恒定,得出了75m埋深地下换热器夏季2小时内单独运行时在不同进口水温和水流量情况下的换热特性。

地源热泵地下埋管单管在大连夏季短时间运行的实验研究

介绍大连理工大学地源热泵系统工程的实验装置。由于单管换热的换热特性是研究地源热泵地下埋管特性的基础,所以在本实验中采用电加热器控制单管的进口水温,使其保持恒定,得出75 m埋深地下换热器夏季2小时短时间单独运行时在不同进口水温和水流量情况下的换热特性。

变压器外部辅助水冷设备设计及其散热特性仿真与实验研究

自冷型油浸式变压器是电力系统的重要设备,其寿命与安全性与中心温度息息相关。为获得变压器散热特性,进一步优化其散热能力,通过计算流体力学(CFD)对自冷型油浸式变压器进行数值仿真研究,获得其温度分布,分析自然对流换热条件下变压器散热片的散热特性。通过试验验证CFD仿真的可靠性,散热片中心流道表面温度的仿真与试验结果相对误差约为5%。在不破坏变压器本体、不影响变压器使用的前提下,提出管式和板式两种变压器外部辅助水冷设备并进行数值仿真研究。结果表明,设置板式和管式辅助装置的散热片进出口温差比无辅助设备的温差分别增加了23.1℃和3.6℃。使用外部辅助设备能显著改善自冷型油浸式变压器的散热特性。

湖南地区土壤源热泵冬季运行模式的实验研究

为研究土壤源热泵运行时土壤温度变化规律及换热器的换热能力,对湖南地区一套土壤源热泵系统进行了冬季取热实验。实验结果表明,在连续运行工况下,热泵运行48 h后土壤温度变化较小,土壤温度平均下降了6.4℃,单位井深换热量从36.96 W/m降低到28.01 W/m;在间歇运行工况下,分别以开停时间比为8 h:16 h和12 h:12 h为例,与连续运行相比,土壤温度分别提高了2.1℃和1.3℃,单位井深换热量分别提高了15.1%和8.5%。

土壤源热泵间歇运行条件下土壤换热特性分析

为了研究间歇运行对竖直U型地埋管周围土壤温度的影响,通过实验研究分析了在夏季间歇运行模式下单U埋管和双U埋管土壤温度及单位管长换热量随系统运行时间的变化情况,探究了启停比对单位管长换热量以及对土壤温度恢复的影响。结果表明:系统在连续运行12 h后,地埋管周围土壤温度基本稳定,土壤温度上升的主要区段集中于开机后的0~6 h;在开停时间比为2 h∶2 h;3 h∶2 h;4 h∶2 h的工况下,单双U管的管长换热量与连续运行工况下对比都有所提高,并在实验中双U管的土壤温度恢复速率和土壤平均温度恢复比均高于单U管。

水平spiral型地埋管换热器传热特性的数值模拟及实验验证

基于COMSOL软件建立了水平spiral型地埋管传热三维数值模型,研究了线圈直径、运行模式、土壤类型、地下水渗流以及长期运行工况对其传热特性的影响。结果表明:线圈直径的增大可以提高地埋管总换热量,但会导致单位管长换热量的降低及土壤热影响范围的增大;在以24 h为周期的间歇运行模式下,开启时间越长,地埋管日平均换热量下降幅度越大,水平方向热影响范围越大;从换热性能的角度,岩土最大,黏土最小;但从土壤热影响范围的角度,黏土最小,沙土最大;地下水渗流速度的增加有利于强化地埋管的换热性能,且相对水平方向,竖直方向上的地下水渗流强化换热性能效果更为明显;全年运行工况下,间歇运行比连续运行更有利于土壤温度的恢复,从而可提高水平spiral型地埋管的换热性能,且两种模式在全年运行结束后均不会存在冷热堆积现象。实验验证表明:换热量与土壤过余温度的实验与模拟值吻合较好,其实时误差分别在12.3%、10.4%以内,平均相对误差分别为5.4%、8.1%。