洛阳盆地浅层地热能开发利用现状及发展前景

对洛阳盆地浅层地热能赋存的地质条件进行分析,概述了该地区浅层地热能的开发利用现状.根据洛阳盆地浅层地热能调查评价阶段性成果,对区内水源热泵、地埋管地源热泵两种方式开发利用带来的环境效益和经济效益进行了分析评价.结果表明,洛阳盆地有丰富的浅层地热资源,开发利用带来的环境和经济效益显著,其应用前景也十分广阔.     

河北地区地埋管地源热泵适宜性分区研究

地埋管地源热泵以浅层地热能资源作为供冷冷源和供热热源,是建筑节能领域内最高效的技术之一。近年来地埋管地源热泵技术在河北省发展尤为迅速,但也出现了诸多问题。地埋管地源热泵的适宜性研究得到越来越多人的重视。本文通过对河北地区(主要是京津以南河北地区)地质构造以及水文条件的勘察了解,运用河北省地源热泵检测中心与河北省科学院能源研究所联合开发的的岩土热响应测试仪,对该地区做了大量的热响应试验测试,积累了丰富的数据资料。利用二维线热源传热模型采用"恒功率"和"恒温法"对测试项目的岩土导热系数和单位埋深的换热量做了相应的求解计算,结合地质构造从经济性和换热效率两方面综合考虑对地埋管地源热泵在河北地区的适宜性进行了一定的划分,得到并不是所有的地方都适合做地埋管地源热泵项目。研究旨在为河北地区地热能的开发与利用起到一定的推动作用,为河北省地埋管地源热泵热泵的设计、施工等方面提供一定的参考。     

许昌地源热泵适宜性分区探讨

浅层地热能是一种新型可再生利用能源,通过一定的手段进行有效的勘查,查明许昌区域内浅层地热能赋存的水文、地质条件,划分地源热泵适宜区,为开发利用浅层地热能提供技术依据。     

青海西宁浅层地温能资源评价及经济环境效益分析

为了有效评价西宁市浅层地温能产生的环境效益和经济效益,采用层次分析法对该区浅层地温能地源热泵进行适宜性分区,进而对较适宜区和适宜区进行计算和评价。结果表明:(1)西宁市通过利用浅层地温能可减少地源热泵适宜区和较适宜区向大气中排放的二氧化碳、二氧化硫等有害物质;(2)每年西宁市浅层地温能地源热泵较适宜区和适宜区可节省环境治理费用14 509.25万元。本研究为西宁市浅层地温能地源热泵的开发提供了基础数据。     

基于有限元法的垂直地埋管换热器传热研究

根据能量守恒原理,对地埋管换热器建立二维传热模型.运用Ansys热分析软件,采用热传导的有限元瞬态分析方法,对地源热泵垂直埋管与回填材料及岩土间的传热进行数值模拟与分析.根据合肥地区某住宅的地源热泵工程的相关设计资料,分析了垂直埋管在岩土中传热的温度场及温度梯度场的影响大小及范围,对地埋管在1个周期运行后对岩土体的温度恢复情况的影响进行了数值分析,结果表明:对于地处夏热冬冷的合肥地区,较适宜应用地源热泵系统,岩土温度的自平衡性较好.     

土壤源热泵供冷供热运行特性的实验研究

在已建成的太阳能-地热能综合利用多功能热泵实验台上,进行了土壤源热泵夏冬季节供冷供热工况的启动与间断运行特性实验.实测结果表明:实验土壤源热泵夏冬季运行的启动时间分别为8～9 h与10 h,其对应的单位长度埋管放热量与吸热量分别为46与24.6 W/m,钻孔平均导热系数分别为3.4与4.95 W/(m·℃).同时,根据建筑负荷特性,采用可控间断运行方式,通过合理调节开停机时间比例,可以在满足建筑负荷要求的前提下,减缓埋管周围土壤温度随时间的变化率,提高单位埋管的换热能力,从而更有利于提高浅层地热能的利用效率.     

岩溶区地源热泵系统土壤热湿迁移实验平台研制

地源热泵运行中地埋管换热器与岩土层的热交换是一个复杂的热湿耦合传热传质过程。为研究岩溶地区地源热泵运行过程中土体热湿迁移效应及其对系统性能的影响规律,结合岩溶地区地质条件和实验功能需求,设计研制了一个可进行地源热泵运行性能测试及地埋管周围土壤热湿迁移效应研究的实验平台;该实验平台主要分为地源热泵试验系统、运行监控和数据采集系统,实现了地源热泵运行状况和换热过程中岩土体温湿度变化、土壤热湿迁移、周围环境大气因素的自动采集和实时监测;在此基础上,利用地源热泵运行过程中的实测数据验证了实验平台的有效性,并对部分实测数据进行简单分析和讨论。运行结果表明:该实验平台具有高效、节能等优点,实现了数据自动采集和全面监测功能,完全符合实验需求。     

地源热泵系统在软土地区的传热研究

地源热泵系统的传热主要发生在埋管内的水与周围土体之间,结合昆山联排别墅区地源热泵项目,通过热响应试验分析埋管内水的温度变化,计算得出周围土体与水的换热量。利用comsol软件分析研究埋管周围土体的温度场变化,对周围土体的热平衡进行系统分析,为软土地区的地温能应用和地区可持续发展提供技术参考。     

地源热泵地埋管换热器换热量的测试

分析了在设计阶段和实际运行阶段地源热泵地埋管换热器换热量的测试原理、换热量计算方法,测试注意事项、系统误差控制方法,并且对实际工程运行阶段地源热泵地埋管换热器换热量进行测量、数据分析。最后,通过试验表明,地埋管挟热器换热量的测试方法是正确可行的。     

广东省浅层地温能资源赋存条件研究

浅层地温能是指蕴藏在地表以下一定深度范围内的岩土体、地下水和地表水中具有开发利用价值的的热能,即通过地源热泵换热技术利用的蕴藏在地表以下200m以内,温度低于25℃的热能。其主要利用方式是通过传热介质与岩土体进行热交换的地埋管换热系统、地下水进行热交换的地下水换热系统     

长沙地区多功能地源热泵系统的模拟与分析

以长沙地区宾馆建筑为例,建立制冷、制热和制热水的多功能地源热泵系统模型,对多功能地源热泵系统全年运行的技术经济性能进行研究.分析多功能地源热泵系统地埋管换热器周围土壤热平衡性和系统全年能耗特点,并与传统的空气源热泵加电热水器系统进行能耗及全生命周期经济性比较.研究结果表明,与常规的地源热泵系统相比,应用多功能地源热泵系统可明显改善地下土壤全年释热量与吸热量的平衡性,运行10 a后土壤温度比相同地埋管长度的常规地源热泵系统减少3.9℃;夏热冬冷地区的多功能地源热泵系统夏季的总能耗最高,冬季次之,春秋季最低;与空气源热泵加电热水器系统相比,多功能地源热泵系统总能耗可节省46％,生命周期内的费用现值节约率变化范围为7％～40％,投资回收期变化范围为5～12 a.     

喷气增焓空气源耦合地源热泵系统的性能优化

针对山西省太原地区地源热泵应用导致土壤热平衡难以满足的问题,在传统空气源耦合地源热泵系统的基础上,设计一套新的喷气增焓空气源耦合地源热泵系统,并建立相关的数学模型.以太原地区某一建筑的应用为例,利用DeST软件模拟计算案例建筑全年冷、热负荷需求特征,利用TRNSYS软件仿真分析常规地源热泵、空气源热泵、喷气增焓空气源耦合地源热泵系统的性能,并对新的喷气增焓空气源耦合地源热泵系统性能进行优化.结果表明:案例建筑全年累计冷、热负荷比为1.57∶1.00,应用常规地源热泵后,土壤初始温度和最高温度逐年下降,10 a后平均温度降幅14.3%;与常规地源热泵系统比较,喷气增焓空气源耦合地源热泵系统初投资节省12.5%,节省25.8%的打井数,节省33.9%的运行费和15.9%的总费用,可解决埋管区土壤冷、热不平衡、埋管面积不足的问题,夏季性能系数(COP)提升26.2%,冬季制热性能系数(COP_h)提升12.3%.     

岩溶地区地源热泵空调系统的实验研究

地源热泵运行中地埋管换热器与岩土层的热交换必然引起地埋管周围温度场的变化。借助岩溶地区地源热泵系统实验平台,开展夏季制冷工况下两种不同运行模式的实验,探讨地埋管周围温度场的变化规律及其对地源热泵性能的影响。实验研究结果表明:1横、竖地埋管管壁温度的变化规律基本上一致,但其管壁温升幅度有所差异,竖埋管管壁的温升幅度(间歇工况3.7℃,连续工况3.2℃)均较横埋管(间歇工况0.9℃,连续工况0.7℃)要大;2横、竖地埋管周围土壤温升幅度跟距离地埋管的远近有关,随着距离的增加,其温升的幅度递减;31.0 m以上地层土壤温度变化受气候环境变化的影响,从而影响了埋深较浅的横埋管。而埋深较大的竖埋管受岩溶地下水渗流的影响;4系统回水温度对热泵机组性能系数COP有显著影响,间歇运行模式下的热泵机组性能系数COP对系统回水温度的变化更加敏感。     

地源热泵中U型埋管传热过程的数值模拟

以钻孔壁为界将U型埋管的换热区域划分为钻孔内外两部分,并分别采用稳态与非稳态传热来分析求解,两区域模型间通过钻孔壁温耦合连接,以构成完整的埋管传热模型.对于钻孔以外部分,采用变热流圆柱源模型来求解钻孔瞬时壁温.钻孔以内部分,在考虑埋管流体温度的沿程变化及U型管2支间热干扰的基础上,基于能量平衡建立了钻孔内U型埋管的稳态传热模型.用所建U型埋管传热模型对地源热泵系统的运行特性进行了动态模拟,得出了埋管出口流体温度、钻孔瞬时壁温、单位埋管吸热量及热泵COP随运行时间的变化规律.所建埋管模型可为地源热泵系统的动态模拟、优化设计及其改进提供参考.     

水平地埋管土壤初始温度确定方法的实例分析

现场热响应试验是获取水平地埋管地源热泵换热器设计参数—土壤初始温度的常用方法,但由于现场热响应试验受时间、资金等条件所限,不能测得全年浅层土壤初始温度的变化情况。本文以杭州某水平地埋管地源热泵工程为例,通过理论分析计算其土壤初始温度,并用现场热响应试验成果验证,结果表明理论计算结果与现场热响应试验成果几乎相同,并通过理论计算获得了全年土壤初始温度的变化情况。     

地源热泵分类及应用

文章主要涉及对地源热泵定义、分类、经济性和国内外的应用作了一定分析,地源热泵据室外换热方式可分为地埋管、地下水和地表水三种,据循环水是否为密闭系统又可分为闭环和开环系统,并据目前空调系统节能环保的发展要求,得出地源热泵前景广阔.     

水化热对地源热泵地埋管夏季换热效果的影响

通过数值模拟与现场实测地温的变化,研究了水泥水化热对地埋管周围地温的影响;通过理论分析、现场实测地埋管换热能力以及数值模拟研究了地埋管周围地温变化对地埋管夏季工况换热效果的影响.对上海自然博物馆地埋管系统的研究表明:在地源热泵投入使用时,地下室底板以下约10m处的地温受水泥水化热影响最大,距离地下连续墙2.85m处地温的平均升高为2.2℃;地埋管夏季工况的换热量随初始地温的升高而线性减小,地埋管周围地温每升高1℃,将使地埋管夏季工况的换热量减小5%以上;地源热泵系统由夏季工况作为首次投入使用时应对距离地下连续墙13m以内地埋管采取相应措施,以保证换热系统高效运行.     

张掖市城区浅层水源热能分析

地下水源热泵系统是浅层地温能开发利用的一种主要方式,近年来在国内被广泛推广。在充分利用现有水文地质工程地质资料的基础上,查明城区内地下水系统所蕴藏的浅层低温能资源数量、质量和分布规律,并结合张掖市城区局部应用地下水源热泵实际工况及对环境的影响进行了分析,为该市浅层地热能资源大面积开发规划提供依据,也是保证浅层水源热能资源利用走向科学化、规范化的重要环节。     

太阳能系统与地源热泵系统联合运行方式的探讨

地源热泵技术是可再生能源应用的主要应用方向之一,即利用浅层地热能资源进行供热与空调,具有良好的节能与环境效益,近年来在国内得到了日益广泛的应用。太阳能技术也是可再生能源应用的主要应用方向之一。太阳能是永不枯竭的清洁能源,量大,资源丰富,绿色环保。如果两种能源能够联合使用,这样能互相弥补自身的不足,提高资源利用率。     

负荷分布对地源热泵系统长期运行特性的影响

为研究地源热泵系统(GSHPs)在不同负荷分布下的长周期运行特性,建立了考虑地下水渗流的地下埋管换热系统的传热模型,并对北京、哈尔滨、上海三典型负荷分布地区某宾馆建筑地源热泵系统连续10年的长周期运行特性进行了计算与分析.结果表明,在北京负荷平衡地区热累积效应较小,而在哈尔滨(负荷比6.6∶1)地区盘管最高及最低出水温度10年降低了3.8℃,年均降幅为0.38℃/a;上海(负荷比1∶3.6)地区,盘管最高与最低出水温度上升了约5.6℃,年均升幅0.56℃/a.