SGCHPS土壤热平衡及系统热量利用

为解决严寒地区建筑物热负荷远大于冷负荷而导致的太阳能-土壤源热泵系统(SGCHPS)供热性能逐年下降、以至于无法使用的问题,提出依靠太阳能季节性土壤蓄热来维持土壤热平衡、提高系统效率的方法.以严寒地区太阳能-土壤源热泵供热供冷示范工程为平台,进行了为期3 a的蓄热、供热、供冷长期实验.实验结果表明:在保证供热供冷效果的基础上,土壤温度呈现日周期和年周期变化,土壤保持了以年为周期的热平衡;太阳能在冬季供热量中占85%;在供冷季同时进行蓄热和供冷的2组土壤换热器(GHE)可根据换热功率分配其比例.土壤蓄热解决了严寒地区建筑物冷热负荷不平衡的问题,使系统能长期高效运行,并实现了全年太阳能的利用,节约了大量的常规能源.     

SGCHPS土壤蓄热供热供冷效果分析

为减少建筑供热供冷能耗,实现严寒地区太阳能-土壤源热泵系统（SGCHPS）对建筑进行长期稳定的供热供冷,提出依靠季节性太阳能土壤蓄热来维持土壤热平衡、提高系统效率的方法.以严寒地区太阳能-土壤源热泵供热供冷示范工程为平台,根据建筑负荷确定系统配置,并选定4种模式交替运行,进行了3年的长期实验.实验结果表明：季节性蓄热S...     

长春地区土壤源热泵的节能与经济技术性分析

在能源和环保成为影响和制约人类生存、发展的背景下,介绍了土壤源热泵的工作原理,结合工程实例,分析了土壤源热泵系统的节能、经济性及技术性,给出我国严寒地区土壤源热泵大规模开发及工程应用的可行性建议.     

地源热泵辅助太阳能采暖系统的研究

介绍了一种将太阳能技术与建筑物的地板辐射采暖技术结合起来,采用地源热泵作为辅助热源的高效、节能的采暖方式。实验结果表明,地源热泵辅助的太阳能系统在地板采暖中的应用,可全天候节能地提供地板采暖所需的低温热水,可以充分利用太阳能,有效地提高一次能源利用率,达到节约高品位能源和减少环境污染的目的,从而带来很好的社会效益和经济效益。     

可再生能源采暖系统的能耗分析

我国可再生能源资源潜力大,在未来的建筑采暖能源供应中可以形成举足轻重的地位;笔者以长春地区某建筑为依据,对太阳能采暖系统、地源热泵系统,以及常规能源系统（燃气锅炉）的热源部分进行了详细的能耗分析和比较,得出严寒地区冬季采暖选用地源热泵采暖系统节能效果显著的结论．为长春市及严寒地区利用可再生能源供暖提供可靠的节能性数据．     

地源热泵地板辐射供暖系统

开发新能源和节能是寻找能源出路的两大途径,地源热泵系统以其显著的节能性和环保性具有广阔的发展前景.地源热泵低温地板辐射供暖系统是将地源热泵和地板供暖结合在一起的新兴采暖方式.介绍了地源热泵低温地板辐射供暖系统的工作原理和构成,并以青岛地区为例,设计了土壤换热器、地板换热盘管等设备,探讨了系统设计的方法.     

我国地源热泵的发展现状及国外热泵推广策略

以环保和科学配置能源为目的,介绍了我国地源热泵的研究发展情况,并结合国内典型工程实例,总结了目前我国地源热泵的应用情况。为了保证地源热泵系统在我国能够健康快速发展,还介绍了国外一些国家促进热泵应用的发展策略,在此基础上,对促进我国的热泵发展提出了几点建议。     

闭环地源热泵系统建模

目前国内对地源热泵的研究多集中在地热换热器的传热模型理论研究方面,而对地源热泵系统整体性能的研究则局限于实验测试,因此迫切需要建立一个地源热泵的系统模型来进行系统的优化设计和系统性能预测.采用理论解析方法建立了竖直U型埋管地热换热器的准三维模型,该模型考虑了两支管间的热短路问题,比现有模型更接近于实际工程.采用确定性模型法建立了热泵机组的模型,然后通过能量和质量守衡方程式建立了系统动态耦合模型.利用该模型即可预测在不同的地热换热器配置情况下,地源热泵系统的各项性能.试验表明,该系统模型预测结果与实测值吻合的较好.     

建筑一体化的蓄能型太阳能热泵热水器初步研究

针对普通太阳能热水器在夜间和连续阴雨天无法正常工作的状况,提出了一种新型的建筑一体化蓄能型太阳能热泵热水器.蓄能型振荡热管太阳能集热器基于振荡热管作为热传递媒介,将瞬时太阳能或者集热器中相变材料储存的太阳能传递给热泵系统蒸发器,并利用热泵循环加热热水,用以提供生活热水.对系统进行相变材料的选择和蓄能特性的分析.以南京冬季为例,开展了建筑一体化的蓄能型太阳能热泵热水器节能特性理论计算,结果表明该热水器在节能和减少污染物排放方面都优于目前市场上的热水器.在建筑物密集化、单位居民住宅太阳能辐射占有率较低的情况下,建筑一体化的提出将节约空间,减少能源消耗和污染物排放,具有十分广阔的应用前景.     

蓄能型太阳能热泵系统中复合材料蓄热过程研究

设计了一种分季节蓄能型太阳能热泵热水系统,集太阳能集热容器、相变储能容器、热管于一体,利用Fluent软件对蓄能型太阳能集热器开展了数值模拟,使用Solidification/Melting和VOF模型模拟癸酸/62#石蜡复合相变材料蓄热过程,并采用Boussinesq近似法考虑了自然对流的影响. 结果表明,在集热器内只充灌单一相变材料不能满足不同季节蓄能型热泵系统的供热水需求. 由癸酸和62#石蜡组成的复合相变材料在蓄能过程中出现了两个相变温度,分别在32.66 ℃和59.45 ℃,可以满足本系统不同季节的蓄热需求. 蓄热过程中,由于癸酸和62#石蜡本身密度差以及浮升力的影响,真空管纵向截面出现了温度分层现象. 结果可为复合相变储能材料的推广应用提供可靠的理论依据.     

直接蒸发式三套管蓄能换热器的蓄冷特性

为解决单一节能技术的局限性,采用相变温度为6℃的有机相变材料,结合三套管蓄能换热器,用一种蓄能换热器,与空气源、太阳能热泵组成集成系统.通过建立三套管蓄能换热器的数学模型,模拟了三套管蓄能换热器直接蒸发蓄冷动态特性,结果表明：通过与传统的冰蓄冷比较,高温相变材料蓄冷比冰蓄冷平均蒸发温度高10℃左右,高温相变材料蓄冷的C...     

某工程土壤源热泵新风系统设计及应用

介绍了土壤源热泵空调系统的工作原理、优缺点.并通过工程实例,阐明了系统的设计方法.通过与常规空调方案的比较,对其能效和经济性进行了分析,得出土壤源热泵空调系统增加的初投资可在较短年限内回收,是一种高效节能环保的绿色空调系统.     

寒区土壤源热泵带相变温度场数值模拟

根据传热学、渗流理论提出了寒区带相变问题土壤源热泵的数学模型及其控制方程,利用有限单元法对大庆油田某土壤源热泵冬季供暖工况下的传热问题进行了数值模拟和分析。通过与不考虑土壤冻结情况的结果对比,表明在热泵运行初期,由于冰水相变潜热的影响,土壤冻结锋面相对移动慢,土壤降低温度幅度小。随着冻结时间的增加,土壤温度分布逐渐稳定。土壤冻结时产生的相变潜热会影响土壤的传热效果。     

酒店建筑地源热泵空调系统运行方式探析

暖通空调（HVAC）和生活热水是酒店建筑的能耗大项,其地源热泵空调系统及热水系统的运行方式决定了是否能达到节能环保的关键所在.文章分析了目前酒店空调系统存在的问题,基于地源热泵系统的地下热平衡及节能运行的机理,利用全年往地下释吸热量的差值制取生活热水的地埋管地源热泵空调系统、提出了采用既能保证地源热泵系统的长期高效稳定运行、又可满足生活热水需求的空调系统与生活热水系统联合运行方式的方案,并结合具体酒店的工程实例,对其热量需求及经济费用等进行了分析研究.结果表明：该系统联合运行的全年热量不平衡率为2.48％;后期维护费用远远小于其他系统.     

土壤源热泵空调系统的性能模拟分析

以上海某小型办公楼为例,用DEST模拟出了该建筑全年累计冷热负荷和逐时冷热负荷的需求,采用集中参数的方法建立能耗模拟模型,分别模拟出空气源热泵和土壤源热泵空调系统的能效。反映出一定条件下热泵空调系统能效随系统负荷变化等条件改变的变化趋势,得出土壤源热泵空调系统较空气源热泵系统具有系统性能系数（COP）高、运行稳定、受外部气候条件干扰小的结论。     

整机性能的高温热泵换热器设计

为了更好地设计和匹配高温热泵系统中的换热器,提出了一种基于整机性能的设计方法.该方法是将所设计的换热器置于高温热泵系统中,通过对系统的模拟,分析换热器结构、面积对系统性能的影响,从而选择较优的设计方案.通过模拟分析发现,对于已确定的冷凝器和蒸发器的换热管形式,两者的面积比有一最佳的取值范围.结果表明:基于整机性能的换热器设计方法可避免孤立设计各换热器的盲目性.     

一种蓄能型一体化太阳能热泵热水器性能分析

提出了一种新型的集热／蓄能／蒸发一体化太阳能热泵热水器．该系统将太阳能集热器、蓄能容器以及热泵系统的蒸发器集于一体,减少了现有蓄能型太阳能热泵系统多级中间换热的热损失及制造成本．在集热／蓄能／蒸发器中加入相变材料,以固～液相变潜热对太阳能进行储存,利用太阳能作为热泵的低温热源制得热水,将显著提高热泵的制热效率,同时有效解决太阳能的间歇性所带来的系统运行不稳定问题．虽然初投资费用有所提高,但是该系统无论是在节能还是在节约运行费用方面都优于市场上的各种热水器,和现有的蓄能型太阳能热泵热水器相比则降低了成本,简化了系统,提高了运行可靠性,具有十分广阔的应用前景．     

蓄能型振荡热管太阳能集热器性能研究

本文设计了一种蓄能型振荡热管太阳能集热器,将其应用在蓄能型振荡热管太阳能热泵系统中,实现太阳能分季节全天候利用,提高能源利用率.使用Gambit软件建立蓄能型振荡热管太阳能集热器的三维模型,并利用Fluent软件对蓄能型振荡热管太阳能集热器中相变材料的蓄热过程进行了模拟研究,得到不同集热器结构参数、集热器内蓄能材料、太阳辐射强度、外界换热条件等对其温度场、液化率等的影响.根据模拟结果,振荡热管间距选17 mm,真空管后增设金属反射板,集热管内采用复合相变材料,夏季利用高温相变材料蓄热直接加热热水,冬季利用低温相变材料给热泵蒸发器供热,从而提高系统整体性能.     

太阳能—地源热泵系统耦合运行方式研究进展

介绍了太阳能—地源热泵联合运行系统（solar—ground source heat pump system）,一种新型节能、环保的供暖（供冷）系统,并分别对不同的太阳能系统和地源热泵系统连接方式进行优缺点的分析,并具体给出了几种两个系统的联合运行方式.     

Energy efficiency performance of multi-energy district heating and hot water supply system

A district heating and hot water supply system is presented which synthetically utilizes geothermal energy, solar thermal energy and natural gas thermal energy. The multi-energy utilization system has been set at the new campus of Tianjin Polytechnic University (TPU). A couple of deep geothermal wells which are 2 300 m in depth were dug. Deep geothermal energy cascade utilization is achieved by two stages of plate heat exchangers (PHE) and two stages of water source heat pumps (WSHP). Shallow geothermal energy is used in assistant heating by two ground coupled heat pumps (GCHPs) with 580 vertical ground wells which are 120 m in depth. Solar thermal energy collected by vacuum tube arrays (VTAs) and geothermal energy are complementarily utilized to make domestic hot water. Superfluous solar energy can be stored in shallow soil for the GCHP utilization. The system can use fossil fuel thermal energy by two natural gas boilers (NGB) to assist in heating and making hot water. The heating energy efficiency was measured in the winter of 2010-2011. The coefficients of performance (COP) under different heating conditions are discussed. The performance of hot water production is tested in a local typical winter day and the solar thermal energy utilization factor is presented. The rusults show that the average system COP is 5.75 or 4.96 under different working conditions, and the typical solar energy utilization factor is 0.324.