严寒地区太阳能辅助土壤源热泵系统运行策略优化

针对严寒地区建筑供能能耗大,土壤源热泵系统连年取热造成的土壤热失衡问题,以太阳能辅助土壤源热泵系统为研究对象,提出常规、多模式切换地埋管分区运行策略并对其按季度进行划分,在各季度期间设置不同的温控参数,研究不同运行策略的设置对太阳能辅助土壤源热泵系统性能的影响规律,从而得出相对最优运行策略。判优参数包括供暖保证率、机组COP、换热器取热量、土壤温度及运行费用。结果表明：与常规运行策略相比,多模式切换地埋管分区运行策略的供暖保证率100%、机组COP提升14.42%、换热器取热量减少35.3%、十年后土温升高1.13 ℃、年运行费用减少618元。     

综合建筑群不同入住率下复合地源热泵运行策略模拟研究

综合建筑群集住宅商业办公为一体,在商业办公满负荷运行的条件下,运用数值模拟研究住宅小区30%、50%、70%、100%4种入住率条件时地埋管换热器运行情况,可以得出不同入住率下复合式地源热泵系统最优运行控制策略。结果表明,入住率为30%时采用过渡季节开启冷却塔散热,冬季采用地埋管取热的方式能达到最优运行效果;入住率为50%和70%时,夏季埋管全部使用,冬季只运行一半的运行方式最佳;入住率为100%时,采取地埋管换热器出口水温比对应时刻的湿球温度高2℃时开启冷却塔的方式,运行效果最佳。本文以土壤温升和优化系统运行效率为依据,对综合建筑复合式地源热泵系统的运行设计有一定的参考价值。     

富水土壤源热泵供冷采暖机组运行特性研究

介绍了作者自主设计实施的土壤换热器与冷却塔并联的耦合型地源热泵空调系统,运用单因素方法,研究了冬夏两季热泵机组的运行特性;研究结果表明:夏热冬暖地区,本实验系统夏季采用热泵机组匹配土壤源释热的制冷效果一般,制冷工况热泵机组能效比约3.66,系统能效比约2.7;冬季采用热泵机组向建筑物供暖效果较佳,系统能效比达3.4以上.     

夏热冬冷地区土壤源热泵运行特性的研究

根据对夏热冬冷地区土壤源热泵夏季运行性能的实测,对夏热冬冷地区某办公楼土壤源热泵系统夏季制冷工况的连续运行特性与间歇运行特性进行了试验研究。实测结果表明:夏热冬冷地区夏季土壤进入准稳态阶段所需时间约7~8 h,其单位埋管换热量及系统COP分别为47.7~49.3W/m和2.34~2.52,平均值分别为48.3W/m和2.37。同时,根据建筑负荷特性,在满足房间舒适度的前提下,采用可控间歇运行方式来合理地调节开停机时间比例,可改善埋管周围土壤温度变化趋势、弥补地下传热慢的不足、强化地下传热过程,从而提高浅层地热能的利用效率。     

上海地区太阳能-地源热泵冬季联合运行试验研究

在上海地区完成了五种运行模式下太阳能-地源热泵联合运行供暖试验,分析比较不同模式系统运行特性,确定并联模式下上海地区居住建筑太阳能-地源热泵复合系统的较佳流量配比以及串联模式下的最佳串联方式。试验结果表明:并联运行模式中蒸发器出口流体进入蓄热水箱和地埋管的比例为1:1时为较佳运行模式,此模式下平均系统COP和运行结束时平均土壤温降分别为2.19和3.01℃;串联模式1的系统运行特性优于串联模式2,运行周期内串联模式1的系统COP和运行结束时平均土壤温降分别为2.12和3.33℃。     

太阳能-地源热泵系统运行特性的试验研究

在已建成的太阳能-地热能综合利用多功能热泵试验系统上进行了太阳能-地源热泵系统联合与交替供暖运行特性的试验测试,结果表明:联合运行模式不仅可以提高日间系统运行效率,且U型埋管可作为热源缓冲体自动储存日间富余太阳能,以改善夜间运行效率,联合运行测试期内太阳能与地热能热源的承担比例为43.3%:50.2%;交替运行模式可以在充分利用太阳能的前提下有效恢复埋管周围土壤温度,从而可提高太阳能与地热能的综合利用效率;整个供暖测试期内,地源热泵与日间太阳能热泵的平均COP分别为2.37、2.72,对应的太阳能-地源热泵系统联合运行模式、昼夜交替运行模式及太阳能-U型埋管补热交替运行模式的平均COP分别为2.69、2.65及2.56.     

地源热泵U型管换热器夏季工况试验分析

U型管换热器设计是土壤源热泵系统应用的关键,埋管深度、管内流速、土壤初始温度、运行模式等都是影响其性能的主要因素,利用上海地区所建设的不同埋深U型换热器(60m,90m)土壤源热泵试验装置,进行了夏季工况试验,测得热泵运行前土壤初始温度分布;测试了热泵机组间歇和连续运行时换热器的换热情况;还针对不同埋管内冷却水流速,测得到了单位孔深换热量,结果表明增加冷却水流速并不能一味地提高其每延米换热量,埋管内冷却水流速存在一个最佳值。     

地埋管地源热泵系统冬季运行试验研究

介绍了地源热泵试验装置及测试装置的建设过程与冬季运行试验.分析了冬季地源热泵试验的有关数据.得到热泵运行前后土壤不同深度温度,地下5m以下土壤初始温度基本稳定在15.5～17.5℃,启动2h后地下50m土壤温度由运行前的17.2℃下降为12℃左右.地下土壤温度的恢复比开机运行时温度降低速度要慢.进出地下埋管的水温分别为6～8℃和9～11℃,温差一般为2～5.5℃.热泵供水温度为43～48℃,回水温度一般在39～43℃之间.温差一般为2～4℃.单位管长换热量在25～45W/m之间.机组平均COP为4.0,系统平均COP为2.3.     

不同入住率下住宅小区复合式地源热泵系统运行策略的研究

针对住宅小区不同入住率条件下复合式地源热泵系统运行策略优化问题,以合肥市的某住宅小区为研究对象,应用TRNSYS模拟软件建立小区复合式地源热泵系统仿真模型,分别对入住率为100%、70%、50%、30%4种情况进行了仿真模拟,以地源热泵系统全年能耗及土壤温升为优化依据。结果表明:在高入住率情况下,当地埋管出口水度大于22℃时开启冷却塔为最优运行策略;在低入住率情况下,夏季靠地埋管+冷却塔散热、冬季从地埋管吸热的运行控制策略最优,极低入住率(30%以下)情况下,采用夏季靠地埋管散热、冬季从地埋管吸热的地埋管地源热泵系统更加经济。研究内容对住宅小区的复合式地源热泵系统设计和运行有一定的参考价值。     

R410A水源热泵空调机组变进水温度运行特性分析

对以R410A 为制冷剂的水源热泵空调机组进行了变进水温度运行的试验研究.制冷工况进水温度为 21～36℃的范围内,制热工况在进水温度在6-21℃的范围内,进行了机组制冷量、制热量、输入功率、EER/COP、吸气和排气压力、压比、吸气和排气温度等特性随进水温度变化的测试,分析了R410A机组在变进水温度下制冷和制热运行的特性,实验研究结果表明在目前极力推广使用的地源热泵空调机组(水源热泵空调机组的一种)中,如果地源埋管系统设计不合理,不仅不节能而且更耗能,且在制冷运行时更为明显.本文为R410A水源热泵空调机组的设计与工程应用提供了试验参考依据.