气温对湖水源热泵性能影响的理论分析

气温对湖水源热泵性能影响较大。通过建立湖水热平衡模型,得到了湖水温度与气温的关系,计算了建筑冷负荷及湖水源热泵的性能系数。以南京某工程为例,进行了模拟计算,结果显示:由于气温影响,夏季湖水温度比气温低3~8℃,湖水源热泵的取水温度在32℃以下,夏季气温的升高引起湖水温度、建筑负荷及湖水源热泵机组能耗的增大,从而导致湖水源热泵性能系数(COP)的下降,夏季湖水源热泵COP值保持在3.8~6.6之间;冬季湖水温度比气温高3~8℃,湖水源热泵的取水温度基本保持在5℃以上,能够保证湖水源热泵的正常运行,湖水源热泵COP值上升速度随着气温的升高由小变大,保持在3.5~5.8之间。

湖水源热泵系统传热分析及水体热平衡计算

该文以湖南科技大学应用水源热泵系统的水体——月湖为对象,通过调查分析湖水源热泵系统运行时对湖水水温造成的影响及景观水体构建对湖体得热与散热的影响,得出结论:基于麦凯尔方程计算水气之间对流换热叠加飞散水滴换热量,形成新的公式用于瀑布散热量计算的误差为4.3%,景观水体对湖水降温起到了有效作用;通过观测分析,确定湖水变温层的厚度,并用湖水净得热量在湖水变温层内计算的理论温差值与实际测量温差值的误差为2%。

基于热污染率的湖水源热泵温排水影响评价方法

湖水源热泵因其节能及运行稳定等优点而被广泛应用,但是湖水源热泵温排水的排放可能会引发水体热污染问题。通过建立湖水热平衡模型,分析了湖水源热泵温排水的热影响,并根据中国现有的地表水环境质量标准,以湖水温度变化为切入点,将水体热污染定量化,定义了水体热污染率,提出了湖水源热泵温排水影响的评价方法。将该评价方法在南京工程大学天印湖水源热泵系统中进行应用,测试了湖水源热泵系统及湖水的相关参数,得出了最热周和最冷周湖水在竖直方向和水平方向的温度梯度,计算出水体最热周最大和平均水体热污染率分别为0.69和0.48;最冷周最大和平均水体热污染率分别为0.42和0.38,与冬季相比,夏季更容易造成水体热污染。实践表明,该方法可以定量评价湖水源热泵温排水影响,可为类似湖水源热泵的设计应用提供参考。

开式湖水源热泵系统温排水热扩散模拟研究

针对南京某湖水源热泵项目,该方法利用标准k-ε紊流模型对热泵系统运行时温排水的热扩散进行了三维数值模拟.重点研究了深度不均湖体中,排水口位置对温排水热扩散效应的影响.通过分析比较得出,排水位置对水平方向温排水热扩散影响较大,而对垂直方向热扩散影响比较微弱,高温区集中于排水口附近的小区域;在允许范围内将取水口设置于排水口上游可以降低"热短路"造成的影响;在排水口附近采取喷水或跌水措施,可以降低热泵系统尾水造成的湖体环境温升,研究结果为开式湖水源热泵系统设计提供参考.

重庆开县人民医院湖水源热泵空调系统实测分析

根据对重庆开县人民医院湖水源热泵空调系统的现场实测,对不同深度湖水自然水温与系统运行时的水温、距排水点不同距离处的水温变化及取水口与换热器进水口的水温差进行了分析,总结了系统运行的状况及水体水温变化对系统运行的影响,并根据实测分析数据对系统提出了改进建议。

湖水源热泵空调系统取水方式性能分析

通过对某湖水源热泵空调系统现有取水方式对湖体水温分布影响的实测数据分析发现,点取水方式对取水温度及空调系统的节能运行产生不利影响.针对不利影响,提出了线取水的湖水源热泵空调系统深层取水方式.通过对取水区域的模拟分析发现,点取水方式影响范围约为3~6 m,而线取水方式对湖水的影响可忽略.对点取水和线取水方式对湖体水温分布影响进行实测对比分析,结果表明在重庆夏季条件下,线取水方式的取水温度为25℃左右,而点取水方式为30℃左右.根据理论计算,线取水方式可比点取水方式节能10~15%.

重庆市开县人民医院湖水源热泵空调系统

分析了湖水源热泵空调工程的可行性。介绍了工程技术方案,包括取水及水处理系统、空调风系统和空调水系统的设计。

湖水源热泵系统冷排水对浮游植物影响试验研究

针对湖泊热环境容量小，生态系统脆弱的特征，以三峡库区重庆段湖泊水体为研究对象。采用物理模拟的方法，对湖水源热泵系统冷排水对湖泊藻类及叶绿素含量的影响进行了系统的研究。结果表明：冷排水对藻类总量增长有明显抑制作用，试验水体藻类正负增长的临界温度在4．5～6．2℃之间；冷排水对湖泊优势藻类种群及比例变化有较为明显的影响，并且会使藻类种群数减少；冷排水显著降低湖泊叶绿素a的含量，对浮游植物总量增长有较大影响，且原水氮磷含量越高其影响程度也越大。

有限容积的湖水源热泵冬季供暖运行分析

分析了在冬季采暖时重庆大学主教学楼增设湖水源热泵的可行性,对湖水水温水质情况进行了测定,发现水质富营养化较为严重,在湖水进入换热器之前需要对湖水进行净化处理。分析了湖体的热承载能力,并在冬季供暖运行工况下对湖体的逐时温度进行了模拟计算。当重庆1月份内气温平均为5～8℃时,湖水作为蒸发器的循环水不断向热泵机组提供能量,假定湖水初始温度为13.7℃,对1月份逐时水温运行的数值模拟表明:到第24d的时,湖水的温度已降低到4.04℃,蒸发器表面就可能出现结冰而引起机组的冰堵,这将危及换热设备安全,因此必须设置辅助加热器才能保证主楼的采暖。

湖水源热泵温排水影响研究

针对南京工程学院的天印湖水源热泵系统,建立了三维传热模型。通过FLUENT软件的用户自定义函数,使用计算机C语言程序编写适用于该模型的UDF(use-defined function),把它导入FLUENT来模拟湖水源热泵温排水对湖水温度场的影响,同时从理论上计算了湖水源热泵系统的COP(coefficient of performance)。通过实验验证了该模型的正确性。针对模拟和实验分析的结果,对湖水源热泵埋管的布置提出了合理的建议。

湖水源热泵系统温排水数学模型研究及应用

根据湖水源热泵系统温排水模拟试验,得到最优排放口形式。基于这种排放口形式,在边界条件中充分考虑湖泊水域的特征,采用有限体积法,构建了基于Fluent软件的湖泊温升分布三维数学模型,并模拟计算了穿孔管横向分散出流射流排放方式下,排放口近水域的温升分布情况,模拟计算结果与试验实测水温吻合较好。对重庆开县人民医院湖水源热泵示范工程在系统最大冷负荷和长期运行负荷2种工况下,温排水对排放口附近水域的温升分布影响范围及程度应用该模型进行了模拟计算。结果表明,2种运行工况下温排水的影响水域面积较为接近,但温升值大小不同。最大冷负荷下温排水影响水域面积仅占湖泊面积的1%左右,而温升超过0.5℃的水域面积未超出湖泊总面积的0.5%。

混合水源联动运行空调技术及工程应用

为解决地热资乏地区能源缺乏及能源利用过程中对环境造成的污染问题,提出了混合水源联动运行空调技术。该项技术利用城市中水、湖水以及地热尾水等作为主要的清洁冷、热源,地热水作为补助调峰热源,用水源热泵提取热能和冷能对城市建筑进行供暖及制冷。阐述了该技术的基本原理、工艺流程及所需的设备。利用该技术成功地解决了天津975工程中供暖资源不足的问题,满足了975工程的供暖、制冷及生活用热水的需要。

湖水源热泵退水对湖体温度场影响评价

为了评价南京地区某湖水源热泵系统退水对湖体温度的影响,建立了退水水流模型和考虑湖面综合散热系数的温度场模型。通过将水流模型和温度场模型耦合的数值模拟方法分析了湖水源热泵系统在夏季静风,夏季东风,冬季静风和冬季东北风4种典型运行工况下,热泵系统退水对湖体温度场的影响。4种典型工况下的数值模拟结果表明,湖水源热泵退水造成的湖水水温变化在地表水环境质量标准规定的人为影响限制范围之内。不同季节受湖面风速的影响,湖面综合散热系数的改变对湖体温度场分布的影响十分显著。

湖水源热泵系统冷排水对湖泊水质的影响试验研究

针对湖泊热环境容量小、生态系统脆弱的特点,以三峡库区重庆段湖泊水体为对象,采用物理模拟的方法对湖水源热泵系统冷排水受纳水域溶解氧、高锰酸盐指数、氮磷等进行了模拟试验研究。结果表明,由于冷排水引起了湖泊局部水域水温下降导致表层溶解氧升高,对底层溶解氧则影响微弱;冷排水显著降低了受纳水域的高锰酸盐指数并使水的碱度升高,但对pH值影响不明显;冷排水使湖泊氨氮升高,对硝氮影响很小但可限制总氮升高,有机氮含量减少并使总磷略有升高。冷排水受纳水体总氮和总磷无明显相关性。

湖水源热泵应用中的湖水温度场模拟

结合南京某工程,分析了湖水源热泵系统供冷运行时湖体的热容量,优化了取排水方式,利用三维数学模型对温排水热扩散情况进行了数值模拟。模拟结果验证了本项目应用湖水源热泵的可行性,并给出了合理选取取排水口位置的建议。

超声波除藻型过滤器应用试验研究

针对长江上游地区用于水源热泵系统冷热源的湖库水藻含量高和钙镁离子浓度大的特点,开发设计出适合于湖库水源热泵的水处理设备-超声波除藻型过滤器。新型过滤器采用微滤技术和超声波技术协同作用达到除藻阻垢的目的,同时超声波空化作用产生的机械力能够强化过滤器的自动反冲洗效果,延长滤芯使用寿命。经过一年的现场测试,分析了超声波除藻型过滤器的水质处理效果;与"旋流除砂器+综合水处理"这一常用的地表水源热泵水质处理方式进行了比较,结果表明,除藻型过滤器在去浊、除沙、控藻、防垢阻垢方面均有明显的技术优势,将是长江上游地区地表水源热泵适用的水处理技术。

开式湖水源热泵系统的水体热承载能力计算方法

在流体运动基本方程N-S方程的基础上,利用水温、质量和能量方程,建立了湖水源热泵系统利用水体水温变化的二维数学模型,并耦合求解得到水体水温的数值解。以夏季取水温度限值为依据,求解出在供冷期间不同负荷特征以及不同初始水温下水体能够承受的最大排热量。通过回归方法,得到水体热承载能力的检验方程。根据工程案例测试数据分析,该计算方法下的理论结果和实际测试结果较吻合,能够应用于湖水源热泵系统的可行性研究。

重庆地区水源热泵应用取水-水处理技术分析

通过对国内外地表水源热泵应用研究状况的综述,指出目前开发经济高效的取水—水处理相关技术是发展地表水源热泵技术的关键。通过对重庆地区江河水和湖库水的水温水质特点分析,认为重庆地区江河水和湖库水适合作为水源热泵的冷热水源。此外针对重庆地区江河水含沙量高,湖库水含藻量高的特点,分别探讨了其取水—水处理相关技术,并对今后江河水和湖库水作为水源热泵冷热水源的水处理技术的研究方向提出建议。

夏热冬冷地区闭式湖水源热泵系统的运行特性分析

建立了闭式湖水源热泵系统的数学模型,根据逐时负荷与逐时气象参数对位于长沙的某闭式湖水源热泵系统的动态特性进行模拟,分析了封闭水体的深度和面积对制冷及制热工况下机组进液温度的影响。分析结果表明:在其他条件不变的情况下,增加水体的深度对系统的供冷性能有利,对系统的供热性能反而不利;增加水体的面积对提高系统供冷性能的作用较小,对提高系统供热性能的作用较大。在一些与长沙气候类似的地区应用闭式湖水源热泵系统时,只要换热盘管长度适当,换热流体可以不采用防冻液。

小型湖泊应用于地表水源热泵时的热承载能力分析

分析了小型湖泊应用于地表水源热泵时的两种热承载能力计算方法——水面温度法和均匀混合法,并采用其计算了杭州小型湖泊应用于地表水源热泵时的热承载能力。计算结果表明:水面温度法较客观地反映了实际的排水混合及水温恢复过程,可信度更高。用水面温度法对7个代表性城市小型湖泊热承载能力进行分析的结果表明:夏季热承载能力在23.4～29.5W/m2之间,冬季热承载能力在31.6～45.7W/m2之间;设计这类系统的关键在于满足夏季热承载能力的约束。