土壤蓄热能源系统在公路路面融雪工程中的应用

引言 地球作为一个载热的星体．不断从内部向地表与空间释放热能．地球的热流现象是宇宙星体间热平衡过程的一部分。目前．在世界范围内正处于由利用化石能源为主向利用可再生能源的过渡时期，浅层土壤地热资源是可再生能源的重要组成部分，

解读《天津市地埋管地源热泵系统应用技术规程》

地源热泵技术自进入我国以来，市场份额增长很快，尤其是近几年增速更加明显，成为国家节能减排工作中的重要支撑力量。国家标；隹《地源热泵系统工程技术规范》GB50366—2005（以下简称《国标》）已从2006年1月1日起实施，这是我国批准发布的第一部关于地源热泵系统工程的国家标准，对该领域的建设将起到方向性的指导作用。地源热泵技术的应用具有较强的地域性，作为国家标准，以政策性、原则性为主，不宜就各地情况进行过于细致的规定。随着国家对建筑能源系统工程施工质量管理日益规范化，需要各地根据具体情况，制定针对性、可操作性更强的地方标准。

采用R407C的热泵系统工质非完全相变及其对系统参数的影响

为了揭示热泵系统中R407C在冷凝器和蒸发器中非完全相变与系统参数的关系, 首先引出了换热流体极限流量的概念, 然后利用热力学循环分析的方法对R407C的非完全相变现象进行了研究, 给出了影响R407C非完全相变的几种主要系统参数, 如工质与换热流体之间的温差以及压缩机的排气量等, 并给出了这些参数与换热流体极限流量之间的定性关系, 最后又讨论了换热器内部工质的压降对该工质非完全相变的影响.

HFC245fa用于高温热泵系统的循环性能评价

以寻求冷凝温度为80～110℃的高温热泵工况范围内的适用工质为目的,对臭氧破坏势COP为零、温室效应势GWP较低的工质HFC245fa进行了循环性能理论和实验研究。结果表明,HFC245fa的理论循环性能优于传统工质CFC114;在实验工况范围内,HFC245fa系统的实际循环性能随运行工况温度的提高而提高。实验中,系统的热输出温度达到了102℃。

高温热泵系统稳态仿真

针对水-水高温热泵实验台建立了系统稳态仿真模型。模型输入参数为系统结构参数和载热流体参数,输出参数则为系统性能参数和换热器温度场。采用P-T状态方程计算工质相平衡性质,故模型适用于新型纯质和混合工质。在压缩机建模中,根据实验数据辨识拟合了压缩机容积效率、定熵效率和热效率,在两器模型中考虑了压降和输运性质对换热过程的影响。对比实验数据,表明模型精度在10%以内。

天津公交场站地源热泵设计及运行分析

本文对天津公交场站地源热泵系统的设计进行了分析与计算．并对系统的实际运行费用进行了分析．与以空气作为热源的一般空调器在相同的供热．供冷负荷下运行相比．地源热泵系统具有显著的节能效果．

天津地区空气源热泵冬季供暖性能实验研究

空气源热泵因气温过低易造成供暖制热系数（COP）下降．蒸发器结霜致使换热效果变坏等现象。为探讨空气源热泵在天津地区冬季供暖运行的性能和特点．笔者认为应建立一套实际应用的实验系统．研究不同气温和空气湿度下对机组性能的影响；以分析蒸发器结霜状态下供暖效果的变化。

U型管埋地换热器三维传热模型及实验对比分析

针对U型管埋地换热器的传热特点,考虑了两管脚之间的相互影响,建立起非稳态传热模型。采用数值解法对该理论模型进行了求解,并将结果与实验值进行了对比分析,发现两者变化趋势一致,但理论计算结果比实验测试值低,其中的一个重要原因是因为换热器与土壤间的热交换不是纯导热过程,还应该进一步考虑土壤中热湿迁移等因素的影响。

U型垂直埋管换热器管群周围土壤温度数值模拟

在所建立的内热源型埋地换热器模型基础上,采用专业多孔介质计算软件Autough2对模型进行模拟计算。在对单根换热器不同土壤物性对土壤温度影响模拟结果基础上,着重对U型垂直埋管换热器管群模拟只有取热或只有排热单季运行工况下的土壤温度变化,和既有取热又有排热的双季运行工况下的土壤温度变化,分析各自对地源热泵应用效果的影响。

不同回填材料对U型垂直埋管换热性能的影响

在天津市一生态居住小区综合办公楼建立了闭环大地耦合地源热泵系统(GCHP),对该系统所采用的不同回填材料U型垂直埋管-U型桩埋管和U型井埋管换热器分别进行取热和放热的实验研究,对比分析了这两种埋管方式换热器的换热效果与性能及影响因素。并对这两种埋管方式在短期连续放热运行条件下对周围土壤温度场的影响进行测试分析,得出了这两种埋管换热器的热作用半径。

跨季节蓄热地源热泵地下蓄热特性的理论研究

研究了跨季节蓄热地源热泵系统(GCHPSS)土壤蓄热体温度场的变化规律,编写VB程序对地下埋管土壤蓄热进行了模拟计算。结果表明:当单U型竖直埋管蓄热时,土壤日蓄热量、热作用半径和平均蓄热率在初始阶段急剧变化,然后缓慢减小并最后趋于稳定,蓄热量也趋于平衡。当管群蓄热时,蓄热系统运行1个循环周期(1a)后,土壤的温度场基本上可以恢复平衡,恢复后较蓄热开始时升高0.5～1.0℃。通过对不同地区3种典型土壤的蓄热进行比较,得出粘土是一种性能良好的长期储能介质。同时,地下埋管土壤蓄热特性的实验研究为GCHPSS系统的推广应用提供设计依据。

单U、双U型埋管换热器换热性能与经济性研究

结合实际工程建立单U型与双U型埋管换热器实验系统,进行夏季排热和冬季取热实验。以单位井深换热量为评价指标对不同埋管方式的换热性能进行分析比较,得出排热和取热工况下,双U型埋管单位井深换热量均高于单U型。同时,分析了单U与双U型埋管换热器的经济成本构成,采用投资成本指标、静态投资成本差值和投资成本比数等参数,从换热性能和经济成本两方面对地下埋管换热器进行综合评价。

埋地换热器理论模型与周围土壤温度数值模拟

提出内热源型埋地换热器理论模型,建立换热器周围土壤热湿传递物理数学模型。内热源模型综合考虑热湿迁移、土壤物性等各方面因素,将埋设于土壤中的换热器处理为等效内热源。采用专业多孔介质计算软件Autough2对模型进行模拟计算。着重模拟计算不同土壤物性、不同换热器运行方式对单根U型垂直埋管换热器周围土壤温度场影响的模拟计算与分析。

动物舌横断面温度场的实验研究与数值计算

结合中医舌诊机理对舌体进行了生物传热研究。直接测定了犬舌血液灌注等参数 ,研究了血液灌注率、动脉血液温度、血管截面积和位置分布对舌横断面温度场的影响 ,并用有限元法计算出舌体不同横断面的二维温度场。结果表明 ,在不同血液灌注率下 ,由于血管扩张或收缩 ,舌体内各血管截面积及位置分布不同 ,断面温度场主要受动脉血管大小和位置的影响。得出的结果有助于分析舌体的生物传热特性。用此研究方法可计算出不同血液灌注率以及考虑到静脉血管影响时的任一舌断面温度场 ,探明舌表面温度场和横断面温度场之间的关系 ,为深入研究舌体生物传热机理和三维温度场的计算提供依据。

高温热泵工况下非共沸工质在换热器中的换热特性

为了探究非共沸工质与换热流体之间的相变传热温差特性,在单级蒸气压缩式水-水高温热泵系统实验台上,以R290/R600(称为Z1,质量比17%/83%)为工质进行了多工况的实验研究。实验发现,工质Z1在冷凝器中会出现最大传热温差,且最大传热温差的位置会随着冷凝器中水流量的减小而向冷凝器的冷端移动;在蒸发器中会出现最小传热温差,其位置随着蒸发器中水流量的减小而向蒸发器的冷端移动。分析结果表明,在蒸发器侧工况恒定时,冷凝器侧最大传热温差的出现会使系统的循环效率降低,冷凝器中因不可逆传热引起的可用能损失增大;在冷凝器侧工况不变时,蒸发器侧最小传热温差的出现会使系统的循环效率上升,蒸发器中因不可逆传热引起的可用能损失减小。

小尺度涡流发生器强化传热的数值模拟

采用数值模拟方法,对布置有不同高度小尺度涡流发生器的矩形槽道,在Re=4000～10000的范围内进行了模拟计算。结果表明,小尺度涡流发生器由于其高度的不同引起对流换热和压差的变化,分析了小尺度涡流发生器所诱导的流向涡和展向涡对强化传热影响的内在机理,并对所产生的涡旋对槽道中压力分布的变化进行了分析。采用一种综合考虑对流换热和流动阻力的评价标准对不同高度小尺度涡流发生器的传热和流阻特性进行对比评价。

空调工况下非共沸制冷剂在蒸发器内的传热窄点研究

为了揭示15种常用非共沸制冷剂在空调工况下蒸发器中的传热窄点特征,探明它们和换热流体间温差的沿程变化规律,以及如何防止传热窄点的产生进行了理论分析,建立了制冷剂的蒸发换热模型,明确了蒸发过程中传热窄点产生的条件,并根据标准的空调工况确定了15种制冷剂的蒸发物性参数;然后,利用制冷剂状态方程得到蒸发过程中温度与焓值的对应关系,并分段计算了焓随温度的变化率进而得到15种制冷剂蒸发过程中发生传热窄点现象的机率;以R409A和R407D为例,计算了制冷剂和换热流体在蒸发过程中的温度分布;最后针对2种可能发生传热窄点现象的制冷剂给出了换热流体温差控制范围。

垃圾筛上物热解特性的实验研究

在小型外热式固定床热解炉实验台上,开展了垃圾筛上物在550℃至750℃范围内热解特性的实验研究,并进行系统能量的分析.得到了热解炉内不同部位物料的温度变化和不同热解终温下的热解产气速度、产气量及其它产物产量.结果表明,热解炉内各部位温度先升高后趋于稳定,产气速度在20min左右达到最大,且最大产气速度、热解液体量、产气量随终温升高而增加,残炭量则随终温升高而减少.其中750℃下热解得到产物:127.765g热解液,102.101L热解气和220.18g残炭.700℃下能量平衡分析表明:热解气和残炭的热值较高,垃圾热解产物经过处理后作为燃料应用在热解过程中可以减少外界能量的消耗,提高系统运行的经济性.

关于中高温热泵试验中的几种特殊现象

在对中高温热泵进行了大量的试验研究之后,发现了四种有别于理论分析结果的试验现象,如冷凝温度下降,COP也下降;压缩机转数降低,COP降低等。针对这些特殊现象,进行了详细的描述、分析和较合理的解释,最终给出了对中高温热泵在设计和实际运行中的一些建议,这将有助于中高温热泵系统的安全高效运行。

高温热泵在我国的应用及研究进展

综述了近年来高温热泵技术在我国的应用和研究进展。列举了高温热泵的应用实例和效果,并提供了多种公开发表的有关高温热泵技术的研究成果,如高温热泵循环工质、高温热泵循环系统的优化等。在此基础上,指出了现有研究内容的不足和高温热泵未来几年的研究方向。