地源热泵的运行特性模拟研究

依据圆柱源理论,建立起了耦合地面热泵机组和地下埋管换热器特性的模拟模型,该模型可用于长期运行的地源热泵系统的短时间步长运行特性模拟。探讨了模拟过程中有关参数的确定方法,并运用所建模型对地源热泵的冬季和夏季运行特性进行了模拟。运行特性模拟与实验数据的验证结果表明,所建模型可以对地源热泵的运行特性做出符合实际的预测。     

小型空气源热泵热水机组实验研究

针对目前空气源热泵热水器存在的问题,建立了以制冷剂R134A为工质的实验台进行实验研究,在不同的环境温度、供水温度的不同、制冷剂的种类、制冷剂流量的大小、制冷剂的充注量的多少、换热器和压缩机及节流装置等因素影响下得出数据.通过分析空气源热泵的工作原理和实验装置,提出了提高空气源热泵热水器性能的优化措施,为设计高效热泵热...     

基于终点破坏模型的空调系统环境影响评价研究

运用生命周期评价方法,采用终点破坏模型,通过清单分析数据,分别对地源热泵系统和风冷螺杆热泵系统进行环境影响定量分析,得到两种方案的综合环境负荷值。评价结果表明:地源热泵系统全生命周期的环境负荷值较大,单纯考虑其运行阶段能耗低的特点,而忽略安装阶段对环境的消极影响是不客观的。     

中高温地热热泵系统的试验研究

为提高地热能的利用率,本文针对以40℃～45℃地热尾水为低温热源的中高温地热热泵系统进行了理论及实验研究。首先,根据理论分析筛选出能够满足实际运行和环保要求的循环工质;其次,将该工质应用于实际系统并根据不同的冷凝器水流量和冷凝器的进口水温测得了大量实际数据,进而检验了该工质的实际性能     

混合工质高温水源热泵计算机模拟

针对高温混合工质热水热泵,本文提出了纯质及混合工质的热泵模拟程序;本程序详细考虑了混合工质纯传递特性对换热的影响,在只输入热泵系统结构参数以及外部换热参数的条件下,应用本程序能进行热泵系统冷热水温度、换热器温度场、制冷制热量及系统的性能参数计算。     

地源热泵地下换热系统的实验研究

地源热泵地下换热系统对于地源热泵系统的稳定运行和地源热泵系统的投入成本起着关键的作用.为了对地下换热系统换热效果和周围土壤的温度场进行实验研究,我们在北京工业大学高科技能源楼建立了一套包含60套不同结构地下换热系统的实验台.利用温度及流量测试装置获得运行过程中温度变化并计算换热量,探求不同结构地下换热系统的换热情况.本实验台还可以收集系统运行过程中地下换热系统的传热温度扩散半径,实验系统不仅为地源热泵的设计提供了数据,而且为地源热泵的深入研究提供了平台.本文给出的部分实验结果证明,根据当地地质情况、负荷需求及系统运行模式配置能源井是至关重要的.     

结霜工况下R410A热泵空调器动态特性的数值模拟

将选用R410A工质的热泵室外换热器表面的结霜视为准稳态过程,建立了热泵系统的分布参数模型,用有限差分法对其在结霜工况下的动态特性进行了数值计算。换热器采用分相流模型,并考虑了室外换热器表面结霜引起风量下降及换热器管排布置的影响,毛细管模型中考虑了"闪点延迟"和"壅塞流"现象。计算结果表明,在霜开始形成阶段,室外换热器表面结霜有助于改善空气源热泵性能,而在结霜循环的后期,霜层厚度快速增长,热泵的制热量、性能系数等迅速下降。     

不同地下水流速对土壤源热泵系统运行的影响研究

利用Fluent建立土壤源热泵空调系统仿真模型,通过模拟结果与热响应测试所得结果的比较验证了模型的准确性。该模型耦合了土壤源热泵空调系统三大组成部分:负荷末端、热泵机组以及地埋管换热器。在此前提下,研究土壤源热泵空调系统中不同地下水流速工况下热泵机组COP的变化情况。结果表明,在常见的地下水流速0m/a至300m/a范围内,地下水流速越大,热泵机组COP越大,其中夏季制冷期间,当地下水流速从0分别增加到60m/a,100m/a,150m/a,200m/a,250m/a,300m/a时,机组COP分别增加11.54%,16.04%,19.91%,23.17%,25.50%,27.14%,从而减小了机组运行能耗。     

中高温工质在蒸发器中的换热模拟分析

本文采用分布参数的方法,建立了水源热泵中普遍采用的壳管式蒸发器稳态数学模型.通过中高温水源热泵试验台的实验数据同模拟计算结果的对比,验证了数学模型的准确性。应用此数学模型对中高温工质HTR01、HTR02及R134a在蒸发器典型制热运行工况,进行了模拟计算。得出了三种工质制冷剂侧换热系数沿管长的变化关系并对三种工质的换热性能进行了对比分析,为采用中高温工质的水源热泵换热器设计提供了参考依据.     

充注量对R290热泵热水器性能影响的实验研究

R290作为环保制冷剂已引起较大关注,为研究环保替代工质R290的充注量对热泵热水器系统性能的影响,在原R22空气源热泵热水器系统中进行了不同R290充注量的直接灌注实验。依据实验数据,分析了R290替代R22的可行性,研究了充注量的变化对加热时间、系统COP、系统耗电量、过热度、冷凝压力和蒸发压力的影响,并分析了产生影响的原因。结果表明:R290具备替代R22的可行性;充注量过多对系统性能及稳定性影响较大。     

空气-地源双热源复合热泵低温制热特性实验研究

为缓解单一空气源热泵低温供热性能差的突出问题,设计了空气-地源双热源复合热泵系统。实验研究结果表明,即使在室外-15℃的超低温环境温度工况下,利用少量的低温地下水,复合热泵的制热量较单一空气源热泵提高近50%;能效比提高40%以上。     

土壤源热泵系统的火用成本分析

在对火用分析与经济学原理研究的基础上,利用火用成本分析方法,建立了土壤源热泵系统的(火用) 成本分析模型.以实际的建筑空调系统为背景,运用所建火用成本分析模型与能量成本分析方法,对土壤源热泵系统与风冷热泵系统进行了对比分析计算,并以空气源热泵为基础对土壤源热泵进行了敏感性分析.对土壤源热泵的实际应用具有指导意义.     

Winter performance of residential heat pump

This paper deals with the effect of a snowcover on the coefficient of performance (COP) of a residential heat pump with a single layer ground heat exchanger for maritime climatic conditions (Fredericton, NB, Canada). A computer program was used to simulate a snowcover and heat and moisture transfer in the ground. Results obtained show that an increased thickness of a snowcover may evoke an increase of the COP of the ground heat pump system. Noticeable changes of the COP are observed within a snow-depth range from 0 to 10 cm. A further increase in snow depth does not significantly improve the COP which hereafter appears to be independent on a depth of a horizontal ground heat exchanger.     

地源热泵的应用对环境的影响分析

地源热泵被认为是一种高效、节能、环保、有利于可持续发展的技术,它被认为是21世纪最有效的空调技术。然而地源热泵的大量使用也带来了一系列的环境问题。分别针对地表水源热泵、地下水源热泵以及土壤源热泵的使用对环境的影响进行了深入分析,并对可能的解决方案进行了讨论。     

太阳能-土壤源热泵优化运行研究

根据太阳能-土壤源热泵系统各部件之间的耦合关系,建立了各部件的仿真模型,并在此基础上建立了太阳能-土壤源热泵系统仿真模型,将其应用于实际工程进行模拟计算,分别对系统的两种运行模式进行了研究分析。     

现场测量深层岩土热物性方法

地下岩土的热物性参数是地源热泵地热换热器的设计中所需要的很重要的参数。热物性参数的大小对钻孔的数量及钻孔的深度具有显著的影响，进而影响地源热泵系统的初投资。为了能够在现场测量地下岩土的热物性参数，本文利用一套现场测量设备测量了对地下埋管回路施加的热流与回路中循环水温度随时间的变化，并利用参数估计方法确定地下岩土的热物性参数。     

Heat pumps in industrial processes—An optimization methodology

The optimal integration of heat pumps in industrial processes has not yet been fully understood. In this paper an optimization methodology and a method which uses the composite curves as a guideline to the correct choice of heat pump type are outlined. The selection is done by matching the shape of the composite curves against the specific characteristics of several heat pump types. Furthermore, a methodology for the optimization of the most important parameters in a heat pump system is presented. In the optimization methodology the annual cost is minimized by varying heat source and heat sink temperatures, the heat pump size and the stream or streams to be utilized as heat source and heat sink.To reveal the potential for electrically driven compression heat pumps two different examples were studied with the methodology. The first example had close composite curves and was thought to be a poor heat pump candidate. The second one had open composite curves and was thought to be a promising example. The results showed that for both examples, heat pump installations were advantageous under good economic conditions for the heat pump, i.e. low electricity price, high fuel price and low investment costs. Also reasonable payback periods were achieved. With more unfavourable conditions the payback period increased, and in extreme cases a heat pump was no longer a better alternative than pure heat exchange. This decline in potential for heat pumping was much less in the example with open composite curves than in the example with closed ones. However, the conclusion to be drawn is that there exists today a potential for heat pumps in industrial processes.     

地源热泵空调系统热平衡及土壤温度分布实验研究

本文利用地源热泵空调系统的全年运行实验结果,研究了地埋管换热器与周围土壤的热量交换以及土壤的温度变化。实验结果与理论计算表明,由于采用热回收技术,该系统可减少33．7％的热量排放。连续运行一年后,土壤的平均温升为0．7℃,解决了夏热冬冷地区地源热泵空调系统的土壤热平衡问题。     

Experimental study of the dynamic behaviour of non-azeotropic binary mixtures in heat pumps

The dynamic behaviour characteristics of some non-azeotropic refrigerant binary mixtures have been experimentally studied at various concentrations. The study was performed on a water/air heat pump during the heating mode under start-up conditions. The results presented in this study showed that the state of the non-azeotropic refrigerant mixture and its composition and concentration have a significant effect on the heat pump performance during start-up.In addition, the study demonstrated that non-azeotropic refrigerant mixtures could be potential CFC substitutes in heat pump applications.