严寒地区太阳能土壤源热泵供暖运行模拟研究

为研究严寒地区应用太阳能土壤源热泵供暖的效果,根据严寒地区的气候特点和供暖要求,对系统的供暖运行特性进行模拟研究.采用变热流线源理论和圆柱源理论模型进行地埋管换热器的性能模拟,流体和孔壁之间的热阻通过边界元法求解.模拟结果表明,在给定的条件下,太阳能土壤源热泵机组的平均COP为4.4,同单独采用土壤源热泵相比机组COP值提高了7.3%.     

空气-土壤双热源热泵系统运行分析

目的 解决土壤源热泵在我国严寒地区长期运行导致该地区的土壤热失衡现象以及空气源热泵在严寒地区运行效率低下的问题.方法 以沈阳市某办公建筑为例,利用DEST软件模拟该建筑的全年逐时冷、热负荷以及沈阳地区室外温度变化,以土壤热平衡为计算依据,计算土壤中的吸热与释热的热量差值以及空气源热泵的补热热量.结果 设计了空气-土壤双...     

多功能地源热泵埋管周围土壤的温度变化特性

提出了一种多功能地源热泵空调系统(MFGSHP),该系统除了具有夏季制冷、冬季供热的功能以外,还可全年提供生活热水,有效消除对土壤取热/排热不平衡的现象.模拟了该系统在长江中下游典型气候区长期运行时地下换热器周围土壤的温度分布和变化趋势.模拟结果显示,普通地源热泵空调系统(GSHP)单独供冷运行9 a后,会导致地下土壤温度持续升高9K以上,系统的运行状况严重恶化,甚至出现无法正常运行的现象.含热水供应的多功能地源热泵系统运行9 a后土壤温度仅下降0.3K,说明其可有效消除传统地源热泵空调系统冬、夏季取热/排热不均现象,缓解土壤温度升高的趋势.此外,该系统还能扩大地源热泵机组的应用范围,提高机组的性能系数.     

煤改电背景下空气源热泵系统对电网负荷影响的模拟分析

在煤改电进程中,为减缓因规模化应用空气源热泵供暖对电网负荷造成的负面影响,模拟研究空气源热泵供暖系统对电网负荷的影响情况.以京郊地区400万用户的采暖用电为例,采用EnergyPlus能耗模拟软件分析供暖期不同阶段用户侧优化调控,以满足电网需求响应的可能及优势.研究结果表明:与空气源热泵直接供暖(ASHP)系统相比,空气源热泵蓄热(ASHP-HS)系统可大幅降低电网峰谷差,提高电网负载率,更有利于电网的稳定安全运行;尽管ASHP-HS系统的初投资较高,但其增加的成本部分的回收年限仅为3.5 a,具有更好的全生命周期经济性.     

基于不同动态负荷的太阳能辅助地源热泵系统供暖特性研究

建立了太阳能辅助地源热泵系统(SAGSHPS)动态仿真模型,基于间歇负荷1(8:00-20:00末端开启)、间歇负荷2(18:00-次日7:00末端开启)和连续负荷(末端全天24h开启)条件,对大连地区SAGSHPS在整个供暖期内的运行过程分别进行逐时动态仿真,分析了3种典型动态负荷下SAGSHPS的运行特性.结果表明:冬季最冷日内不同负荷下,系统供暖运行方式不同.间歇负荷1下系统以地源热泵(GSHP)和太阳能热泵(SHP)交替供暖;间歇负荷2下系统以地源热泵供暖为主,只在入夜初期辅以太阳能热泵供暖;连续负荷下系统白天以太阳能热泵供暖,夜间以地源热泵供暖.整个供暖期内,蒸发器入口温度对热泵机组性能系数的影响高于对系统性能系数的影响;对于太阳能、地热能和电能对热负荷的贡献比例而言,蒸发器入口温度越高,太阳能对热负荷的贡献比例越大,地热能的贡献比例越小,而电能的贡献比例变化不明显.     

地源热泵空调系统运行测试分析

随着可持续发展战略的实施,节能环保的地源热泵空调系统得到日益广泛的应用。对地源热泵空调系统的实际运行效果进行测试,成为了一项很有意义的工作。本文在对济南某办公楼的地源热泵空调系统测试纪录的基础上,计算了该系统热泵机组的cop值和地热换热器的每米换热量,对测试数据与该系统的实际运行效果做出了合理分析。     

太阳能热泵—地板辐射采暖系统的节能性分析

选取兰州地区某节能办公楼为建筑模型,利用清华大学开发的建筑热环境设计模拟工具包(DeST),计算了供暖季的逐时空调负荷,结合系统运行的情况,利用费用年值法对该系统与传统的集中供暖系统及电热膜取暖系统进行了经济性比较分析,结果表明,该系统较集中供暖系统和电热膜取暖系统低.     

浅议地源热泵在住宅中的应用

创建和谐绿色住宅环境是我国当前建筑节能减排增效的一项重要工作。由于地源热泵系统具有经济、节能、环保等诸多方面的优势,弥补了我国传统的供暖空调方式存在的问题,符合我国环境保护和能源节约的政策,地源热泵在我国住宅中的应用具有良好的市场前景。经济发达了,人们生活水平提高了,冬冷夏热地区既要采暖又要空调,所以供热空调产品市场潜力巨大。     

空气源热泵-地埋管换热系统蓄热性能研究

对于热负荷占优的寒冷地区,土壤源热泵系统长期运行使得土壤温度逐年降低,非采暖季利用空气源热泵为地埋管换热系统进行蓄热可有效地解决土壤热平衡问题。以实际工程为支撑,对空气源热泵-地埋管换热系统进行蓄热性能测试,结果表明：系统平均制热量可达到空气源热泵额定制热量的2.17倍,系统平均能效比为7.2,地埋管循环介质平均温差为4.5 ℃,系统运行稳定。基于TRNSYS软件对蓄热过程进行模拟,结合实验数据验证模型正确性,结果表明：经蓄热后土壤温度从初始的15.8 ℃上升至16.4 ℃。蓄热期间,采用多目标优化法得到空气源热泵蓄热系统全天运行时最优工况：循环水泵总流量为100 m3/h、空气源热泵总额定制热量为723.7 kW,在此工况下土壤目标温升为3.0 ℃时,系统能耗为474 820.0 kWh,增加的蓄热运行费用为3.96元/m2。与传统热源燃煤、燃气、热电联产蓄热方式相比,空气源热泵蓄热系统的能源与环境效益显著。     

超低温空气源热泵在严寒地区供暖应用研究

以吉林省敦化市为例,根据采暖期室外气温实际情况,对空气源热泵在严寒地区低温条件下供暖情况进行应用研究.在综合考虑空气源热泵结霜、除霜和低温环境下制热量情况下,对运行能耗、费用、回收年限进行分析.得出室外采暖计算温度为-20℃,且室外气温低于-15℃的时数占绝大多数的地区,采用超低低温空气源热泵机组时,可以实现全供暖期高效运行.     

土壤源热泵机组冬季供热性能的数值模拟与实验研究

分析热泵机组各部件参数之间的相互关系和运行特征，建立了可快速准确地模拟热泵机组动态过程的数学模型，并对土壤源热泵系统性能进行了数值模拟，其结果与实验测试值吻合较好。实验和模拟结果表明：上海地区土壤源热泵机组的制热性能系数COPh基于为3．1左右，优于风冷热泵机组，是一项有效的节能技术。     

地下水渗流作用下埋管换热器动态设计研究

由于土壤换热的复杂性及地源热泵系统实际运行的耦合作用,地埋管设计需要考虑到实际地下水渗流及其动态性能。通过对某实际工程进行热响应试验,测算出该地地下水渗流速度;在此基础上建立逐时负荷-热泵机组-地埋管换热器耦合模型对该工程埋管设计进行动态分析。最后在此设计工况下对系统全年运行情况进行模拟分析,为该地源热泵系统运行提供参考依据。     

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%.     

直膨式土壤源热泵系统的理论与实验研究

对直膨式土壤源热泵系统性能系数随影响因素的变化规律进行分析。在热泵系统制热模式下,采用分布参数法建立该系统的稳态数学模型,运用该模型计算热泵系统的性能参数,并在所建直膨式土壤源热泵系统性能试验台上测试该系统的性能。研究结果表明:管壁温度、制热量、性能系数等的计算结果和实验结果较吻合,证明模型基本可靠;随着冷却水流量的增大,热泵系统的制热量和性能系数都会随之增大;随着冷却水入口水温增大,热泵系统的制热量和性能参数都会随之减小;热泵的性能系数在2.8~4.5之间,高于常规的空气源热泵的性能系数。     

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.     

电荷控制法研究a－SiCCD的电荷转移特性

提出一种更好地利用土壤冷源的新方法，即利用我国长江流域丰富的地表水作为排热场所和传热介质，以井作为竖直埋管形式，把土壤中的冷量提取到房间内的试验研究．测试结果包括不同埋管尺寸、不同水循环方式以及各种工况下运行参数对空调性能和排热量的影响．     

排风热回收温湿度独立控制空调系统应用模拟分析

提出了由全热回收与热泵热回收组成的两级排风热回收新风机组,并将其应用于风机盘管空调系统实现温湿度独立控制.选取南京地区某办公建筑为研究对象,利用DeST软件计算了建筑全年逐时冷负荷,建立了系统性能计算数学模型,编制程序对该系统在典型年供冷性能进行模拟分析.模拟结果表明,该系统可以很好地实现温湿度独立控制,供冷平均性能系数为4.58,与常规空调相比,节能率约为42.8%.     

考虑空气垂直湍流热交换和空气水平流动热交换的近地层空气温度计算模型

为了解决城市区域近地层空气温度计算问题,将近地层空气在垂直方向上划分为若干层,针对每一层空气建立能量平衡方程,在方程中考虑了垂直方向上的湍流热交换作用和水平方向上的来流空气热交换作用,通过与下垫面和建筑墙面能量方程的联合求解可以得到近地层空气温度的垂直分布。采用广州地区小尺度区域（水平范围小于500米）和大尺度区域（水平范围大于1000米）夏季的测试结果对模型计算结果进行验证。结果表明,该模型计算结果与测试结果比较接近,比较样本中最大平均相对误差为3.62%。因此,该模型在预测城市区域近地层空气温度方面具有一定的准确性,可以用于城市热岛和热环境的理论分析工作。     

地源热泵制热性能实验系统设计与分析

介绍了地源热泵实验系统,设计了实验装置测试系统和测试步骤;研究了地源热泵机组制热性能参数测试方法,并且对地源热泵机组供热量和COP值进行测试及数据分析。试验表明,地源热泵制热性能实验系统设计是正确可行的。     

严寒地区某示范工程土壤源热泵系统综合评估

通过实时监测严寒地区某教学楼示范工程土壤源热泵系统运行的各项参数,从技术性、节能性、环保性及经济性各自不同的角度全面进行综合评估。为严寒地区土壤源热泵系统的高效运行提供参考。