地下岩土蓄能过程控制模式

通过均置模式、内聚模式、间歇模式和热屏模式等四种典型模式的温变特性和温度场变化特征实验研究,对其传热特性和蓄能效能进行分析。提出了温度场形态重整控制概念,并在此基础上,通过热源负荷调控,分析蓄能体能位温度变化、分布规律、时间特性和蓄能效能等。建立了温度场形态主动控制新理念,并提出了热屏概念,为实现地下蓄能最佳效率优化奠定了理论基础。     

地能利用中的蓄能时间效应

针对地能利用中耗能和蓄能过程吸热和放热的时间效应进行了实验分析和探讨,研究了地下蓄能体温位变化和分布规律。实验结果表明:间歇过程是提高地下蓄能效果的有效手段,间歇频率和地下瞬态换热负荷的协同优化控制将有利于发挥其综合效能;连续高温大负荷蓄热,地下换热器热源周边温度急升,导致热源与近边土壤温差骤减,发生周边热量积聚和传热抑制现象。本文还提出了地下蓄能温度"理想域值"的概念,可作为评价能量蓄存效果的重要指标。     

地下蓄能能量传输与传热研究

面对能源与环境日渐紧张的局面,可再生能源的使用成为解决这一问题的有效手段.地下浅层作为地下蓄能与地源热泵的能源库被认为是目前最具清洁环保特征的绿色能源利用技术.本文在分析地下蓄能换热器的传热机理中,提出套管式地下换热器的管内流动与岩土传热耦合的数学模型,在饱和岩土无渗流状况下,分析研究流体出口温度和岩土温度时变动态特性...     

地下蓄能热扩散和传输的能流通量描述

通过对地下蓄能系统能量输入、存储和输出过程中的能量传输问题的研究,提出地下岩土蓄能能流通量的概念。通过衡量蓄存能量的扩散传输程度,定量分析判断地下蓄能过程的能流效应,为控制扩散提供了衡量参数和依据。在此基础上,研究了不同排列竖孔地下换热器群布置形式的能流问题以比较它们在保存土壤蓄能期间能流强度的差别。研究发现,孔群布置决定地下温度场形态,该温度场形态对能量输入、输出及蓄存的自由扩散传输程度产生明显的影响。     

地源热泵的套管式地下换热器研究

地源热泵是一种新型的取暖降温技术，可能成为下一世纪冷暖技术的核心，在线热源模型基础上提出了新的传热评价标准平均传热系数的概念，理论上对比分析了套管式和Ｕ型管式地下换热器的传热热阻，然后通过二者的对比实验研究，推荐使用套管式换热器。并进一步对套管式地下换热器进行分析研究，找到了影响热系数的各种因素，提出了需研究的强化地下换热的措施，拟合出了套管式地下换热器的平均传热系数的经验公式。对工程实践有一定的     

地热利用中的地温可恢复特性及其传热的增强

在地源热泵(GSHP)地能利用中,通过可控间歇过程,恢复地下温度,弥补土壤传热慢的不足。间歇过程可使热量充分扩散及地温得以恢复,提高地下换热负荷,以最少的井孔数布置,最大程度地发挥每一换热单元的换热能力。间歇时间可能改变温度变化的规律和趋势,实现良好的热泵机组运行工况以及系统的配置运行。因此,所提出的可控间歇技术对未来利用和发展地能供热供冷系统具有重要意义和实用价值。     

基于地道风空气源热泵间歇散热

对基于地道风空气源热泵应用的可行性进行分析,建立了地道传热温度场的数学模型和计算的内、外边界条件,进而对数学模型进行简化处理,并采用拉普拉斯数学方法计算求解,得到空气经地下风道传热的计算公式。随后建立地道传热环境的物理模型和边界条件,并采用数值计算软件FLUENT对物理模型进行数值模拟计算,将动态传热边界条件加入求解,然后将计算所得结果与实验实际测量取得的数据进行对比分析,得出基于地道风的空气源热泵冷热源间歇散热传热的特点,以及应用地下风道传热时要注意的关键问题。这对于地道风降温技术以及基于地道风的空气源热泵系统的传热研究有一定应用价值。     

地能利用中道路融雪逐年运行过程分析

针对道路集热蓄能融雪化冰过程进行逐年运行分析,研究能源利用状况。结果表明:冬季大雪量和密集降雪的融雪过程将导致地下温度连续下降,系统功耗增加。通常最大瞬时吸热率发生在融雪过程的开始时段,随着进程吸热率逐渐降低,并存在一定波动。逐年的地能利用将导致地下均衡温度降低,热泵系统COP降低。算例分析表明,5年后地下均衡温度降低8.5%。由此可知,利用太阳能路面集热和季节性地下蓄能将是热融雪化冰技术可持续应用的重要保证。     

地下蓄能间歇时序影响与作用

在建立大型热源群模型的基础上,研究了地下蓄能负荷周期的控制方式,探索了间歇时序与动态蓄能方式对地下蓄能效果的影响。分析表明,地下蓄能负荷分配的温位幅值分布、间歇周期和循环间断周期等所形成的动态温度场不但在蓄能加热期对蓄能具有明显作用,对于蓄热结束后能量保持期的能量扩散程度也起到一定的影响作用,可以通过可控性扩散传输,达...     

太阳能&谷电加热熔盐蓄热系统特性

针对环境污染日益严重和电网谷峰差逐年加大给电网带来安全隐患的两个重大问题,结合熔盐储能技术提出了太阳能谷电加热蓄能系统。太阳能谷电加热蓄能系统不仅具有良好的节能减排效果,还有很好的经济性。针对熔盐蓄热技术传热规律研究较少的问题,理论计算了管道弯头内表面的对流换热系数,并且采用灰色关联分析方法,对不同尺寸弯头在不同流速时表面对流换热系数进行研究,分析了几何形状和流速对内壁面对流换热系数的影响程度。     

地源热泵非连续过程地下传热特性及其控制

通过试验和模拟计算,研究了地源热泵在地能利用中实施非连续运行操作过程的地下温度变化规律,并对可变负荷间歇过程进行了研究,指出负荷周期调节可以实现地温变化趋势的控制。通过控制地温变化可使热泵机组运行在有利的温度工况下,提高地源热泵系统的运行性能系数。利用空调系统的经常性非连续运行特点,实现有效的非连续性控制对未来利用地能具有重要的应用价值。     

混凝土桩储热技术研究及经济性分析

分析了土壤储热技术的现状,对混凝土桩储热技术的经济性进行分析,得出混凝土储热桩储热技术造价相对于土壤源热泵系统节省25%左右的打井费用,经济效益巨大.     

地源热泵与地表热能

闭环埋地换热器与周围土壤和岩石层的热量交换速率是闭环地源热泵系统设计和成功运行的关键。在对地表热能概念进行论述分析的基础上,对桩埋换热器的特性进行了模拟实验,为地源热泵更广泛的应用提供了依据。     

渗流对地下换热器能量动态蓄存控制的影响

针对地下水渗流旺盛地区的地下蓄能,提出全新的偏置加载控制模式。利用负荷量和温位的双重控制,可更加有效地提高地下蓄能的传热效率,提升蓄能区域的能量保持能力。通过分析可知,在输入能量基本一致的条件下,偏置梯级加载控制比环式梯级加载控制表现出更加明显的蓄能能力和保持潜力。对偏置式动态间歇蓄能方式的研究发现,短间歇蓄能方式在蓄能数量、平均温升和最高温度方面都比长间歇蓄能方式更有利于能量在埋管区域的蓄存、扩散和保持。     

套管式地下换热器传热模型及其特性分析

通过对套管式地下换热器传热过程的分析,在已有套管式地下换热器传热模型基础上,考虑管内流动和传热,提出了集管内流动与土壤导热相耦合的传热分析模型,并利用有限元数值计算方法进行了传热特性的分析。讨论了埋管管径组合和流体流速对流体出口温度及单位埋管换热量的影响。此外,还系统地研究了连续运行模式和可变负荷运行模式的地下传热特性,阐述了地下换热器高效运行的控制策略和影响。