办公楼地源热泵空调系统夏季运行特性

以泰安市某办公楼地源热泵系统为研究对象,通过对夏季运行工况的实时监测,得到地源侧出水温度、负荷侧回水温度、机组COP和机组制冷量随室外气温的变化特性。研究结果表明,地源侧出水温度波峰较室外气温波峰滞后22h;机组COP和机组制冷量不仅与室外气温有关,还与空调末端供冷需求有关,在供冷需求相同的情况下,室外气温每升高1℃,机组COP、制冷量升高2.5%;在室外温度相同的情况下,地源侧出水温度每升高1℃,机组COP降低5%。该研究结论为地源热泵空调系统的设计、节能运行提供了必要的参考。     

水平spiral型地埋管换热器传热特性的数值模拟及实验验证

基于COMSOL软件建立了水平spiral型地埋管传热三维数值模型,研究了线圈直径、运行模式、土壤类型、地下水渗流以及长期运行工况对其传热特性的影响。结果表明:线圈直径的增大可以提高地埋管总换热量,但会导致单位管长换热量的降低及土壤热影响范围的增大;在以24 h为周期的间歇运行模式下,开启时间越长,地埋管日平均换热量下降幅度越大,水平方向热影响范围越大;从换热性能的角度,岩土最大,黏土最小;但从土壤热影响范围的角度,黏土最小,沙土最大;地下水渗流速度的增加有利于强化地埋管的换热性能,且相对水平方向,竖直方向上的地下水渗流强化换热性能效果更为明显;全年运行工况下,间歇运行比连续运行更有利于土壤温度的恢复,从而可提高水平spiral型地埋管的换热性能,且两种模式在全年运行结束后均不会存在冷热堆积现象。实验验证表明:换热量与土壤过余温度的实验与模拟值吻合较好,其实时误差分别在12.3%、10.4%以内,平均相对误差分别为5.4%、8.1%。     

寒冷地区地源热泵系统冬季运行特性分析

针对地源热泵系统长期运行产生土壤热堆积问题,本论文以泰安市某办公楼地源热泵系统为例,通过对该系统连续三年的冬季运行特性进行研究,得出以下结论:2015年至2017年地源侧出水温度总体上升约0.15℃,负荷侧出水温度整体上升约0.59℃,利于冬季机组运行;室外温度在小于-1.5℃和大于0.5℃的变化范围内时,机组COP和系统COP'波动较小;当室外温度在-1.5~0.5℃之间时,机组COP和系统COP'呈先下降后上升趋势,但值仍在3~5之间,属于规范要求范围。为使机组冬夏季都能保持高效运行,应采用分区运行或间歇运行方式。     

地源热泵U形换热器数值模拟

以地源热泵系统U形地埋管换热器为研究对象,主要研究其温度场对周围土壤温度的影响,并通过An-sys软件对地埋管换热器的温度场进行了模拟.结果表明,中心距为2.5 m的地埋管换热器对土壤温度有一定影响.若中心距过小,则会影响U形管的换热;反之,土壤面积将得不到充分利用.     

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。     

R407C地源热泵系统实验研究

本文以三元非共沸混合工质R407C对传统工质HCFC22进行了替代,搭建了地源热泵系统实验台。考虑到在地源热泵运行时,地下土壤温度会因运行时间和冬夏季节的不同而发生变化,造成热泵的各种不同运行工况。为全面反映热泵的运行状态制订了测试方案,并对测试数据进行了整理和分析。该热泵系统在加热与制冷运行模式下COP均可达到3．6以上。     

地源热泵耦合地埋管换热计算若干问题的研究

针对地质构造特点,进行地下一定深度的温度场测试;对耦合地埋管的换热设计计算中的若干问题进行了研究;在简化计算换热模型的基础上,在Excel上用VBA编写宏功能,得到实用的地埋管换热的工程设计计算方法,是一种工程易用的计算软件。同时将这种计算方法应用到了一个实际工程中,并对计算结果进行了验证。     

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.     

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。     

土壤源热泵在合肥地区的应用研究

介绍了土壤源热泵的工作原理,探讨了土壤源热泵空调应用于中央空调系统的设计方法,以及其主要部件地埋换热器的埋管方式、结构、管材、运行等特点。实验研究了合肥地区夏季不同运行模式下地埋换热器的换热性能以及换热器周围温度场的变化情况,最后利用有限元分析软件ANSYS对地埋换热器运行一个夏季后周围土壤温度场进行了模拟。     

小型热泵的仿真与实验研究

本文针对使用板式换热器作为蒸发器和冷凝器的小型热泵,用分布参数的稳态模型完成了整个热泵系统运行过程的仿真研究。通过建立实验台,收集了大量的实验数据,与仿真计算结果进行了比较和分析。仿真结果与实验结果的一致性良好,并能反映出系统运行过程中的参数变化。     

U型管地下换热系统非稳态传热数值模拟

地下换热器是地源热泵系统重要的组成部分,单U型管是当前广泛使用的地下换热器形式。本文建立了单U型管地下换热器的真实尺寸三维数值模型,通过模拟结果同试验实测数据的对比,验证了模型的正确性。本文随后对单U型管地下换热器在冬季工况下连续运行和间歇运行的换热率进行了数值计算,得出了换热率随时间变化的规律。本文还对连续运行工况下U型管作用半径随时间变化的规律进行了研究。本文得出的结果可以用来指导地源热泵工程的设计。     

地热换热器的传热分析

本文综述了作者近年来在地热换热器传热模型方面的研究:提出了分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程的准三维模型,考虑流体工质在深度方向上的温度分布,给出钻孔内热阻的解析表达式;求得有限长线热源在半无限大介质中的瞬态温度响应解析解;导得了有渗流时无限大介质中线热源温度响应的解析解。以上工作改进和深化了国际上现有的地热换热器传热模型,并已应用于工程设计和模拟。     

直膨式太阳能热泵供热水系统的性能研究

本文对直膨式太阳能热泵系统进行了实验研究,并对其热工性能及影响因素进行了理论分析,结果表明该系统 的热工性能主要受太阳辐射强度、环境温度、集热面积、水箱容积及压缩机转速等因素的影响,在此基础上提出了系统设 计和运行控制等方面的改进意见。     

连续回热型吸附式热泵的动态仿真与实验

本文以连续回热型吸附式制冷系统为研究对象,对吸附床及其相关部件进行了动态仿真,从动态分析中,获得了系统循环周期、热源温度对系统运行性能的影响,同时将计算数据与实验数据进行了比较,为今后系统的设计计算提供了可参考的依据。     

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。     

吸附式热泵吸附床吸附解吸量对系统运行过程的影响

在吸附式热泵中,吸附床传热能力的限制,使得系统的运行过程受到了吸附床解吸吸附量的影响．本文通过对实验数据的分析,定性地了解了系统运行ｐ－ｔ－ｘ。图与吸附床解吸吸附量之间,吸附床的升降温曲线与吸附床解吸吸附量之间的关系．为系统运行中如何判断吸附解吸过程所进行的程度提供依据,同时也为系统循环周期与循环过程的优化创造条件。     

紧凑式回热器传热及流动特性

本文以高紧凑度的锯齿形板翅式回热器为研究对象,建立导热-对流耦合传热问题的三维数学模型,并采用整体求解法在Re=200-2000的范围内进行数值离散和求解,得出速度场和温度场的分布,分析入口段以及交错翅片处强化传热的机理．