寒区土壤源热泵换热埋管的水热力耦合分析
寒冷地区太阳能地源热泵供热供冷分析
关键词 太阳能地源热泵 寒冷地区 居住建筑 季节性蓄热 运行特性分析 供冷 供暖
①
本 文 提 出 的 太 阳 能 地 源 热 泵 （ＳＧＣＨＰ）供 热 供 冷系统是将太阳能热泵与地埋管地源热泵耦合的 系统。ＳＧＣＨＰ 系统有多 种 运 行 方 式：非 供 暖 季 通 过 太 阳 能 集 热 器 将 太 阳 能 收 集 起 来 ，并 通 过 地 埋 管 换 热 器 蓄 存 在 地 下 ，供 暖 季 再 把 热 量 从 土 壤 中 取 出 为 室 内 供 暖 ；供 暖 供 冷 初 期 、末 期 可 以 不 开 启 热 泵 ， 直 接 利 用 地 埋 管 换 热 器 从 地 下 取 热 取 冷 ；太 阳 能 充 足时，也可以不开 启 热 泵，直 接 利 用 太 阳 能 集 热 器 供暖，或者 地 埋 管 换 热 器 与 太 阳 能 集 热 器 联 合 供 暖。充分 利 用 了 太 阳 能，实 现 了 太 阳 能 的 移 季 利 用 ，减 少 了 能 耗 。
图 １ 建 筑 逐 日 负 荷
月１５日至９月１５ 日，平 均 冷 负 荷 为 ５．１１ｋＷ，总 冷 负 荷 为 ５４．３１ ＧＪ。
按 照 水 源 热 泵 机 组 设 计 工 况 冬 季 ＣＯＰ 取 ４．８，夏 季 ＣＯＰ 取 ５ 计 算 ，供 暖 季 累 计 取 热 量 为 １０７．５ＧＪ，供 冷 季 累 计 取 冷 量 为 ５３．９ ＧＪ。 如 果 热 量 仅 仅 来 源 于 浅 层 地 热 ，则 全 年 从 土 壤 取 热 量 比 向 土 壤 排 热 量 多 ５３．６ ＧＪ。 土 壤 得 热 与 失 热 严 重 不 平 衡 ，会 导 致 地 温 逐 年 下 降 ，破 坏 土 壤 生 态 平 衡 ，也 不 利 于 热 泵 的 供 热 性 能 。 所 以 需 要 补 充 热 源 ，减 少 从 土 壤 的 取 热 量 ，使 取 热 量 与 取 冷 量 基 本 持 平 ，所 以 本 系 统 设 置 了 太 阳 能 集 热 部 分 ， 在满足室 内 需 求 情 况 下 冬 季 直 接 利 用 太 阳 能 供 暖 ，过 渡 季 及 供 冷 季 将 太 阳 能 蓄 存 在 土 壤 中 ，供 冬季使用。 ２ ＳＧＣＨＰ 系统的设计及 ＴＲＮＳＹＳ 模型的建立
土壤源热泵系统的地埋管热平衡分析
『ｏｓｕｔｎ Ｄｓａｏ ｒｅ Ｃｎｔｃｏ＆ ｅｇＦｒ ｏｃ ｒ ｌ ｉ Ｐ ｊｔ
ห้องสมุดไป่ตู้
土壤源热泵 系统 的地埋管热平衡分析
Ｈｅ ｔＢａａ ｃ ａ ｌｎ ｅＡｎａｙ ｉ ｏ ｎ －ｏ ｒ ｅＨｅ ｔ ｕｍｐ ｌ ｓｓｉ Ｇｒ ｕ ｄ ｓ ｕ ｃ ａ ｎ Ｐ
杨红辉
可行 的技术 ； 在我国 ， 建设部和一 些省市 的建 筑节能政策 中明
确提 出要推广使用地源热泵 。
对于传统空调 ，系统的设计主要是空调方案以及空调设 备的优化选择 ， 但对于土壤源热泵 系统 ， 其原理 是将 室内的冷
热量排放到大地中 ， 通过季节转换从大地吸热或排热。其中地
ｕ管的换 热效果 、 土壤温度的恢复周期 及土壤热平衡问题 。
从土壤取 、 放热量 的平衡 问题 。
２ ２ 目前 存在 的 问题 ．
根据建 筑热工规范我 国可分为 ５ 个区 ： 严寒地区 、 寒冷地 区、 夏热冬 冷地区 、 冬暖 地区和温和地区 。由于巨大的地 夏热
域 差异 ， 使得大 部分 地区的建筑物在一年之 中的冷 、 热负荷相 差甚大 ， 进而影 响热泵系统 。Ｒ ｔ ￣ｒ Ｐ等口 的相关研究 ｏｔ ｍａ Ｓ ］ 做
地源 热泵在欧美国家已得到普遍 应用 ，已被 充分证 明是成熟
本文结合北京市 “ 远洋 Ｌ ＶＥ 高端别 墅项 目， Ａ Ｉ” 根据地温 场实测数据和理论分析 ，从保证建筑物冷热负荷和土壤热平
衡的要求出发 ， 具体分析垂直地埋管的热力性质和特征 。 根据 项 目特定 的土壤地质条件 ， 总结出地埋管 的间距 、 ｕ管 、 单 双
下环路 系统是最为关键的一个环 节 ，深层土壤一年四季相对
《黄土高原寒冷地区地源热泵单U形地埋管换热器动态换热特性的试验与模拟研究》范文
《黄土高原寒冷地区地源热泵单U形地埋管换热器动态换热特性的试验与模拟研究》篇一摘要：本文以黄土高原寒冷地区为背景，对地源热泵中单U形地埋管换热器的动态换热特性进行了深入的试验与模拟研究。
通过实地测试与数值模拟相结合的方法，探讨了换热器的性能表现及影响因素，为该地区地源热泵系统的优化设计和运行提供了理论依据和实践指导。
一、引言黄土高原寒冷地区因其特殊的地质条件和气候特征，地源热泵系统在供暖制冷方面具有巨大的应用潜力。
单U形地埋管换热器作为地源热泵系统的核心部件，其动态换热特性直接影响到整个系统的运行效率和性能。
因此，对单U形地埋管换热器在寒冷地区的换热特性进行深入研究具有重要的现实意义。
二、试验方法与材料本研究采用实地试验与数值模拟相结合的方法。
试验地点选在黄土高原寒冷地区的典型地区，通过安装单U形地埋管换热器，收集运行数据。
同时，建立数值模型，运用计算流体力学和传热学原理进行模拟分析。
试验所使用的单U形地埋管换热器材料为高分子复合材料，具有良好的耐寒性和换热性能。
三、试验结果与分析1. 动态换热特性试验结果通过实地测试，得到了单U形地埋管换热器在不同工况下的进出口水温、流量、土壤温度等数据。
分析表明，在寒冷地区，地埋管换热器在冬季供暖时，从地下吸收热量，进出口水温差异明显；在夏季制冷时，则向地下释放热量。
2. 影响换热特性的因素影响单U形地埋管换热器动态换热特性的因素包括土壤的热物性、地下水流动状况、换热器埋设深度及间距等。
其中，土壤的热物性是影响换热效率的关键因素。
3. 模拟研究通过建立数值模型，模拟了单U形地埋管换热器在不同工况下的运行情况。
模拟结果与试验数据基本吻合，验证了模型的准确性。
模拟结果还显示，通过优化换热器设计参数和运行策略，可以进一步提高换热效率。
四、模拟研究与优化建议基于模拟研究结果，提出了以下优化建议：1. 优化换热器设计：通过调整单U形地埋管换热器的结构参数，如管径、间距等，以适应黄土高原寒冷地区的特殊环境。
严寒地区土壤源热泵系统地埋管特性影响研究
严寒地区土壤源热泵系统地埋管特性影响研究王一凡;王春青【摘要】Based on a public building in Changchun as the research object, a new thermal compensation partition control method was developed to design the heating and cooling area of GSHP, the application of soil source heat pump buried pipes and thermal property was studied. According to the climate conditions of severe cold region, TRNSYS software was used to establish GSHP system simulation model, and the change of soil temperature was simulated when the system was in the long run. Results showed that reasonable choice buried pipe material and the circulation medium soil source heat pump system in cold region can achieve stable operation state.%对土壤源热泵应用地埋管材料及热物性进行研究,以长春市某公共建筑为研究对象,采用控制面积分区热补偿法对地源热泵的供热供冷面积进行设计.针对严寒地区的气候条件,利用TRNSYS软件搭建地源热泵系统模型,模拟系统长期运行的土壤温度变化,结果表明合理选用地埋管材料与循环介质情况下土壤源热泵系统在严寒地区的运行状态可以达到基本稳定.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(043)009【总页数】3页(P176-178)【关键词】土壤源热泵;地埋管热物性;TRNSYS【作者】王一凡;王春青【作者单位】吉林建筑大学, 吉林长春 130118;吉林建筑大学, 吉林长春 130118【正文语种】中文【中图分类】TU833+.3随着近年来能源及环境问题日益受到重视，土壤源热泵技术以其在节能和环保上的优势在国内被广泛应用和研究地埋管换热器的管材及循环介质的传热特性及稳定性也得到重视。
土壤热泵垂直u型埋管换热器传热分析
重庆建筑大学的刘宪英等人从 1999 年开始在国家自然科学基金的资助下进行了 浅层竖直埋管换热器地源热泵的采暖和制冷特性研究 他们结合我国的国情,把实验的 重点放在埋深 L=10m 的浅埋换热器方面 并介绍了套管式换热的传热模型[14]
地能产业化将更具规模 国家已经制订 2001— 2010 年新能源和可再生能源产业 规划 “十五”清洁能源科技发展计划 地能开发规模和科学技术将取得重大突破
总之 热泵技术在我国虽然起步较晚 但有着广阔的前景 随着热泵及其各种驱 动装置的研制和热泵系统的试验研究工作的深入开展 热泵技术将在我国得到越来越 广泛的应用 在节能工作中将发挥日益重大的作用
2 土壤的蓄能特性实现了冬 夏能量的互补 大地本身就是一个巨大的储能体 具有较好的储能特性 通过埋地换热器 夏季 利用冬季蓄存的总储量进行空调制冷 同时将部分热量蓄存于土壤中以备冬季采暖 用 冬季与夏季刚好相反 利用夏季蓄存的热量供暖 同时蓄存部分冷量以备夏季空 调用 这样就实现了冬夏能量的互补性 另一方面也提高了热泵的性能系数 达到了 明显的节能效果
垂直埋管占地面积少 且土壤深度越深 温度越稳定有利于系统的换热 但是其 安装费用也越高 垂直系统根据埋设方式的不同 大体上可分为三种形式 U 型管形 式 套管型和单管型 如图 2-2 所示 垂直埋管热泵系统按其埋管的深度又可分为深 埋管和浅埋管两种 浅埋深度一般为 8m 至 15m 深埋的钻井深度由地质条件及经济 条件决定 一般为 33m 至 180m 不等 埋深越深 换热性能越好 若地面可利用面积 较小 用竖埋管作为热交换器 可建成为大型建筑服务的土壤源热泵系统[16][17]
地下耦合地源热泵机组冬季供热性能分析与实验研究
文章编号: 1005 0329(2003)12 0051 04地下耦合地源热泵机组冬季供热性能分析与实验研究汪洪军,李新国,赵 军,李丽新,董玉平(天津大学,天津 300072)摘 要: 针对天津市一地下耦合地源热泵示范工程,对所采用的单螺杆式地源热泵机组各部件参数之间的相互关系和运行特征,建立了地源热泵运行特性分析模型,并对机组性能进行了数值模拟;同时,结合对该系统的冬季制热工况的实测实验数据,对地源热泵冬季典型运行工况进行了实验研究,并与模拟分析结果作对比。
结果表明,模拟和实验结果在数值上和变化趋势上均有较高的吻合度。
关键词: 地下耦合地源热泵;单螺杆;实验研究;供热系数中图分类号: TQ051 5;TH327 文献标识码: AExperimental Study and Analysis on Heating Operation of GCHPWANG Hong jun,LI Xin guo,ZHAO Jun,LI Li xin,DONG Yu pi ngAbstract: The in ternal relationships among the parameter of each components in heat pump wi th single screw compressor and i ts func ti on character in T ianjin District are analyzed.An accurate mathematical model to si mulate the dynamic process of the heat pump is es tabli shed.By the mathematical method and results of experi ment,the performance of the ground source heat pump i s simulated,and the resulte meet well with the experi mental datu m.Key words: closed circui t ground coupled heat pump(GC HP);single screw compressor;experimen tal study;heating performance co efficient1 前言地下耦合地源热泵(GC HP)是一种充分利用低位地能和可再生的季节能,节约高位电能的先进空调技术。
高海拔多年冻土区埋地式输气管道周围土体温度场及管—土热力耦合数值计算
高海拔多年冻土区埋地式输气管道周围土体温度场及管—土热力耦合数值计算高海拔地区的多年冻土区域具有独特的地质和气候条件，对于管道的设计和建设提出了严峻的挑战。
在高海拔地区，全年气温低，气候干燥，土壤中冻结含水量高，土体的温度场及其对地下管道的热力耦合效应需要进行深入研究。
在高海拔多年冻土区埋地式输气管道的设计过程中，了解周围土体的温度变化情况是十分重要的。
土体的温度场受到多种因素的影响，如地表温度、大气温度、土体热传导和地下水温度等。
因此，需要进行管道周围土体温度场的数值计算。
数值计算是一种重要的研究方法，可以通过建立数学模型来模拟实际的物理过程。
在高海拔多年冻土区埋地式输气管道周围土体温度场的数值计算中，需要考虑多个方面：首先，需要确定土壤的物理性质参数。
土壤的物理性质参数包括导热系数、比热容和密度等。
这些参数的准确性对于模拟土体的热传导过程至关重要。
其次，需要获取地表温度和大气温度的数据。
地表温度和大气温度是约束周围土体温度场模拟的重要因素，可以通过气象站台的观测数据或者遥感技术获取。
接下来，需要考虑土体热传导的影响。
土体热传导是指热量在土壤中的传导过程，可以通过导热方程进行描述。
导热方程是一个偏微分方程，可以通过数值方法进行求解。
最后，需要考虑地下水温度对土体温度场的影响。
地下水温度是指土壤中地下水的温度，通常地下水温度较稳定。
地下水温度的变化对土体温度场的稳定性和温度分布起到重要影响，可以通过实测数据或者数值模拟方法进行获取。
通过以上考虑和分析，可以建立高海拔多年冻土区埋地式输气管道周围土体温度场的数值计算模型。
该模型可以通过计算机程序进行求解，得到不同时间段的土体温度分布情况。
进一步地，可以考虑管—土热力耦合效应。
管道的运行过程中，会释放热量到周围土壤中，而土壤的温度场又会对管道的温度分布和热交换产生影响。
因此，需要对管—土热力耦合效应进行研究。
总结起来，高海拔地区的多年冻土区埋地式输气管道周围土体温度场及管—土热力耦合数值计算是一个复杂而重要的研究课题。
土壤源热泵系统中地埋管换热器热平衡问题及解决方案
黑龙江冶金
Heilongjiang Metallurgy
Vol． 31 No． 1换热器热平衡 问题及解决方案
范龙华1 ，王 勇2
（ 1． 哈尔滨华洁有限责任公司，哈尔滨 150001； 2． 哈尔滨物业供热集团有限责任公司）
摘 要： 本文介绍了土壤源热泵导致的土壤吸、放热不平衡以及解决这种热失衡的两种方案。 关键词： 地源热泵； 地埋管换热器； 性能系数 COP； 能效比 EER
系统的运行方式地源热泵的供冷可采取串联运行当室外温度很低建筑的热负荷较大单独采用地埋管换能采集的热量存储在蓄热水箱中地埋管中的水先在土壤中吸收部分热量然后再经过蓄热温从而提高其进入蒸发器时的温度随着蒸发器温度的提高热泵机组的性能系数cop也随之相对提高系统可以向用户提供更多的热量以满足采暖要求
第 31 卷 第 1 期 2 011 年3 月
地源热泵是以地表为热源的绿色节能技术。 竖直埋管换热器通常埋深在 30 ～ 100m 之间，其热 交换对象是 深 层 土 壤，而 深 层 土 壤 又 不 可 能 与 地 表环境进行 充 分 的 热 交 换，就 容 易 使 得 土 壤 出 现 取、放热的不平衡。
1 地下土壤热失衡的原因
我国幅员 辽 阔，各 地 域 建 筑 物 在 一 年 之 中 的 冷、热负荷 相 差 甚 大。 冬 季 通 过 热 泵 提 取 地 下 的 低位热能给建筑物供暖，同时，地下土壤的温度降 低； 夏季通过热泵把建筑物中的热量传输给大地， 对建筑 物 降 温，同 时，地 下 土 壤 的 温 度 升 高。显 然，这种温度的升高或降低，对当年采暖（ 或空调） 季的地埋管换热器的传热性能有一定影响。如果 在 1 年中冬季从地埋管换热器中抽取的热量与夏 季向地埋管 换 热 器 输 入 的 热 量 平 衡，则 地 埋 管 换 热器在数年 的 长 时 间 运 行 后，地 下 的 年 平 均 温 度 没有变化，对 地 埋 管 换 热 器 的 性 能 没 有 影 响。 在 夏热冬冷地区，供冷和供暖的天数相差无几，冷热
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。