土壤源热泵系统运行工况分析晏梅
土壤源热泵技术
土壤源热泵技术一、引言目前，空调冷、热源用能主要以电力和常规能源（煤、石油、天然气）为主，特别是煤炭所占比例较大，能源结构不合理，能源利用率低，环境污染严重［1］。
首先，从可持续发展的方面来看，选择空调冷、热源时，应从环境保护、节能等方面考虑；同时，在技术方面，传统空调系统在冬季运行时，当室外温度过低时，存在蒸发器结霜的问题，这就阻碍了系统的正常运行，使得传统空调系统的应用受到地域的限制。
所以，如果能找到一种最佳冷、热源来代替空气源热泵，这样不但可以提高效率，而且可以减少空气源热泵对环境的污染和不受地域的限制。
土壤便是一种最佳的冷热源，而土壤源热泵系统在运行时不存在蒸发器结霜的问题。
二、土壤源热泵的工作原理土壤源热泵系统是把地下土壤作为热泵机组的低温热源，通过循环液体（水或者以水为主要成分的防冻液）在封闭的地下埋管中流动，实现系统与大地之间的换热。
冬季供热时，流体从地下收集热量，再通过热泵系统把热量带到室内；同时在地下储存冷量，以备夏季制冷用。
夏季制冷时，系统逆向进行，即从室内带走热量，再通过埋管内的循环液体将热量送到地下岩土中；同时在地下储存热量，以备冬季供热用。
土壤源热泵空调系统主要包括三套管路系统：室外环路系统、制冷剂环路系统和室内空调环路系统［2］。
土壤源热泵空调系统的工作原理如图1－1 所示。
（一）室外环路系统由高强度塑料管（U型管）组成的地下循环封闭环路，循环介质为水或者防冻液。
冬季从周围土壤吸收热量，夏季向土壤释放热量，并与热泵机组之间交换热量。
其循环由一台或者数台低功率的循环泵来实现。
（二）制冷剂环路系统即在热泵机组内部的制冷循环，与空气源热泵相比，只是将空气―制冷剂换热器换成水―制冷剂换热器，其他结构基本相同。
（三）室内空调环路系统室内环路在建筑物内和热泵机组之间传递热量，传递热量的介质有空气、水或制冷剂等，因而相应的热泵机组分别应为水一空气热泵机组、水一水热泵机组和水―制冷剂热泵机组。
基于运行策略的某复合式地源热泵系统运行优化分析
基于运行策略的某复合式地源热泵系统运行优化分析我国国土辽阔，但是资源稀缺，所以我国在发展的过程中会尽量节约能源，多采用自然资源，以达到节能的效用。
地源热泵系统是现代常用的供热系统，其最主要的优先就是高效节能，对周围环境无污染，适合各类室内供暖。
随着现代技术的发展，人民可采用仿真软件模拟系统运行，分析其运行情况，然后对系统进行设计优化，提高系统性能。
本文主要基于运行策略分析某复合式地源热泵系统的运行情况，并制定合理的优化策略提升系统性能。
标签：运行策略;复合式地源热泵系统;系统运行;系统优化地源热泵技术是我国近年来应用较广的环保技术，尤其是土壤源热泵受到大众的欢迎，应用率较为广泛，我国研究人员应该积极研究该技术，提升系统性能，在我国进一步推广该技术。
该系统主要调节大型公共场所的温度，利用符合式的地源热泵代替空调系统做好控温工作。
研究人员应该利用仿真系统对其运行进行模拟，分析其优化途径。
1、复合式地源热泵系统概述所谓地源热泵系统就是一种节能式控温系统，该系统主要借助岩土层、地下水和地表水资源构成的供热系统，该系统可分为水源热泵机组、地热能交换系统以及建筑物设备三部分。
该系统类型主要有三种，分别为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统以及地表水地源热泵系统，本文所研究的是复合式地源热泵系统就是利用复合式地源热泵作为冷热源工作的系统。
对于此类地源热泵系统而言，其运行策略非常重要，选择良好的运行策略，其系统会出现显著差异，首当其冲的就是系统经济性，如果研究人员为该系统制定的运行策略并不得当，该系统的运行效果及运行寿命就会受到影响。
目前，很多研究人员都在研究该系统的优化，其研究要点在于冷却塔和地埋管的复合形式。
我国研究人员应该充分利用仿真系统模拟该系统的运行策略，以便能得出最佳优化方案。
2、复合式地源热泵系统运行分析本次研究的系统主要为复合型地源热泵系统，主要由地埋管地源热泵子系统与冷水机组+冷水塔子系统构成，在冬季主要由地源热泵子系统承担供暖任务，在夏季需要制冷时则需要系统中的冷水机组和地源热泵子系统共同调节温度，联合制冷。
地下水源热泵系统土壤换热特性研究及运行优化
地下水源热泵系统土壤换热特性研究及运行优化摘要：土壤源热泵系统目前在国内有较好的发展前景，其特点为节能，高效等，为绿色建筑提供了全新的途径。
其实我国北方地区，在冬季时非常寒冷，所以地热资源需要很丰富才可以满足。
大众的生活需求。
关键词：地下水源热泵系统；北方地区；换热特性引言：本文主要针对土壤源热泵系统的传热展开分析，在建立其数字模型后，可测定其平均流速，同时也可以将土壤温度进行检测。
在经过一系列的实验以及应用之后发现。
渗流速度其实与压力有很大的关系。
一、地下水源热泵系统及其发展地下水源热泵系统，其实已经有很多年的研究历史，并且已经分析出其不同的系统类型。
针对地下水源热泵系统在建立时，会受到周围环境的影响，但是在初期建设时，已经在工业领域中广泛应用。
传统的热泵系统往往不注重环境保护以及持续发展，但是在经过相关专家的研究以及分析后，目前已经趋于节能环保的形式。
相关设计人员水平较差，为充分掌握建筑学知识，没有做好准备工作的深度无法达到，促使无法将设计因素完全考虑周全，所设计出的方案无法符合工程的需求。
另外，由于仓促赶工所以大部分设计较为粗略，导致项目在未审批时开始施工，此时导致供热质量较差，而整体的质量更无法展开评价。
另外，对质量的监管不具备完善的措施，所以供热质量出现较严重的问题。
对于管理人员来讲，其素质还需不断提升。
首先要提升知识技能，其次要提升关键意识。
如果管理能够获得更高的水平以及质量，那么相关人员一定要掌握较高的知识，技能水平也要定期展开培训，要促进其服务意识。
二、对含水层季节性蓄能特性的利用地下蓄水层本身会产生季节性，这也是非常独特的一点。
地下水源热泵系统会通过抽取水井中的热源来进行传导，从而能够对建筑物供热。
其工作效率较高，Cop值可达到4.5度，并且不会产生霜冻等情况，尤其是在冬季时，将其排放在储存空间内，可以在夏季时备用。
使用这种供热形式，可做到节能环保，同时还可以降低投入，连针对于地下水源热泵的建设，首先要有一定的技术指导，要避免在后期使用中出现无穷无尽的问题，然而在开发中技术还需要不断的优化以及改善，这样才可以真正做到节能，高效。
地下水地源热泵空调系统设计与运行工况分析
地下水地源热泵空调系统设计与运行工况分析陈焰华(武汉市建筑设计院，武汉 430014)摘要深入阐述了地下水地源热泵空调系统的技术特性，指出了系统运行效率提高和减少一次能源使用量的差别，并结合工程设计经验和实际运行工况分析，对影响地下水地源热泵空调系统设计和运行效果的热源井设计、空调系统设计及地源热泵机组的选型和配置等问题进行了深入探讨，提出了地下水地源热泵系统设计中应注意的问题。
关键词地下水地源热泵 热源井 系统设计 机组选型DESIGN GROUNDWATER GROUND-SOURCE HEAT PUMP AIRCONDITIONING SYSTEM AND ANALYSIS IT’S OPERATING MODEChen Yanhua(Wuhan Architectural Design Institute, Wuhan, 430014)Abstract Represent the technic characteristic of groundwater ground-source heat pump air conditioning system. Interpret the difference between increasing operational efficiency and reducing using primary energysources. Analyse some question, such as heat source well’s design, air conditioning’s design, ground-source heat pump unit’s lectotype and collocation, combining design experience and practical operating mode. Extract some question that we must pay attention to it in groundwater ground-source heat pump air conditioning system.Keywords Groundwater ground-source heat pump heat source well system design unit lectotype0．概述众所周知，地下水地源热泵系统因其换热效率高，设计施工相对简单、快捷，初投资较低，在实际工程中得到了大量应用，对地源热泵技术的推广应用起到了较好的带头和示范作用。
土壤源热泵系统地下热平衡问题分析
土壤源热泵系统地下热平衡问题分析杨卫波1 陈振乾2 刘光远1(1.扬州大学能源与动力工程学院，江苏扬州 225009；2.东南大学能源与环境学院，江苏南京 210096)摘要为了探讨土壤源热泵系统地下热平衡问题对土壤温度分布及生态环境的影响，在分析地下热平衡问题产生原因的基础上，以一管群阵列为例，通过模拟计算探讨了不同负荷不平衡率下、在不同运行时间内地下土壤温度的分布状况及其变化趋势，分析了地下热平衡对大地热流及生物生长的影响，并提出了解决地下热平衡问题的方案，所得结论与方法可为土壤源热泵系统的健康发展提供参考。
关键词土壤源热泵 地下热平衡 生态环境 解决方案ANALYSIS ON THE GROUND HEAT BALANCE OF GROUNDCOUPLED HEAT PUMP SYSTEMYang Weibo1Chen Zhenqian2 Liu Guangyuan1(1.School of Energy and Power Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225009; 2. School of Energy andEnvironment, Southeast University, Nanjing 210096 )Abstract In order to discuss the effects of ground heat balance of ground coupled heat pump system(GCHPS) on the ground temperature distribution and ecological environment, the reasons of ground heat imbalance are analyzed, the simulation calculation of a ground heat exchangers group array is carried out to find out the ground temperature distribution and variation trend under different various operation time and unbalance rate of load, the influences of ground heat balance on ground heat flux and biology growth are analyzed, some solutions are also presented to solve the ground heat balance. The results and methods obtained in this paper can provide references for the right development of GCHPS.Keywords Ground coupled heat pump Ground heat balance Ecological environment Solutions0 前言近些年，以浅层土壤热能作为热泵冷热源的既可供暖又可空调及供生活热水的土壤源热泵技术在国际供热制冷界得到了迅速发展，且成为国际上公认的最具发展潜力的采暖空调技术之一。
土壤源热泵系统节能方案分析
③全年土壤热平衡设计
人员工资等。而常规冷水机组系统加上燃气锅炉年运
安徽建筑
温度传感器及流量传感器设置于地埋管水系统 行费用主要由包括集中供热费用、系统运行电能消耗
的供回水总管道上，对地埋管换热器全年夏季总释放 产生的费用、设备维修费保养费用以及监管人员工资
热量、冬季及过渡季节总取热量进行分项计量。夏季 等（为方便计算，设备的折旧费忽略不计）。系统年运
6789:;<=>?@,A
（安徽两淮建设有限责任公司 ，安徽 合肥 230000）
BC=> 安徽建筑
% &文章在介绍土壤源热泵系统工作原理基础上，探讨了 中央空调系统采用土壤源热泵的优化设计方法，以及其主要部 件地热换热器的埋管方式、结构、管材、运行等特点。选取几种 常用的冷热源系统与土壤源热泵系统进行比较，结合合肥地区 目前能源价格，采用动态费用年值法，计算出了几种配置方案 夏季冬季运行成本，评价了各配置方案的经济性。最后对土壤 源热泵系统技术进行经济分析。 ' ( ) 土壤源热泵；节能；经济分析 *+,-.!"#$%&$ /0123' / 4 5 . %()*+*$,- .)%- )*+)%,*+)$ /01%)2%3$$)45&67892%))*:*$,-;.)%-&)*&)3$
数量为 810口。
为 90d。冷热源机组应夏季供冷，冬季供暖，工作时间
②地埋管系统的设计及控制
为全天 24h运行。通常在末端装置确定的情况下，各
地埋管换热系统根据场地情况划分为 116个环 对比方案之间的经济性差异主要是系统冷热源不同
路系统，与地埋管分集水器（地下三层冷冻机房）相连 引起的，一般是集中设置冷热源。根据我省能源现状，
严寒地区太阳能辅助土壤源热泵系统运行策略优化
严寒地区太阳能辅助土壤源热泵系统运行策略优化随着社会的发展和经济的进步，能源短缺和环境问题日益凸显，为了实现经济和生态的双赢，太阳能热泵技术应运而生。
太阳能热泵技术通过利用太阳能热能进行供暖、制冷和热水等热能产生，直接减少了传统能源的消耗，具有很高的节能效果和环保优点，受到越来越多人们的青睐。
与传统的太阳能热泵技术相比，土壤源热泵技术使用的热源为土壤，具有独特的优势。
其中，利用太阳能辅助运行土壤源热泵系统，可以进一步提高系统的效率，实现节能减排的目的。
本文旨在探讨针对严寒地区太阳能辅助土壤源热泵系统运行策略的优化方法。
一、太阳能辅助土壤源热泵技术的优越性1、稳定性好太阳能辅助土壤源热泵利用土壤温度的稳定性进行加热或制冷，具有非常好的稳定性。
在寒冷的冬季，土壤中的温度较高，可以提供充足的热源满足室内供暖，避免了突发性的暖气瘫痪现象；在炎热的夏季，土壤中的温度较低，可以提供较低的制冷温度，满足空调制冷需求，从而保证了系统的运行稳定性。
2、高效节能与传统的供暖方式相比，太阳能辅助土壤源热泵技术不仅具有稳定性好的优势，还具有非常高的效率和节能性。
太阳能辐射是一种免费的能源源，太阳能辅助可以减少系统的能源消耗，增加系统的工作效率，降低系统的运行成本。
在严寒的冬季，太阳能辅助下，土壤源热泵可以提供热水和暖气，大大降低了家庭的供暖成本；在酷热的夏季，太阳能辅助下，土壤源热泵可以提供低温空调，降低了制冷成本。
因此，太阳能辅助土壤源热泵技术具有非常好的效益和社会价值。
3、环保节能太阳能辅助土壤源热泵系统不仅节省能源，还可以减少二氧化碳的排放，并且不会产生任何污染物。
该技术是一种真正意义上的绿色环保节能技术，符合社会的可持续发展思想。
二、严寒地区太阳能辅助土壤源热泵系统运行优化在严寒地区，太阳能辅助土壤源热泵系统的运行存在一些问题，需要针对性的进行优化。
1、运行策略的优化太阳能辅助土壤源热泵系统的运行策略应考虑太阳能辐射周期、土壤深度、气候条件等因素。
28比值29比值30比值年后温度...
摘要地源热泵（地埋管）系统是一项以节能和环保为特征的最具发展前景的空调技术，是国际空调和制冷行业的前沿课题之一。
随着地源热泵的不断使用,又带来新的问题。
由于冬夏的取热量与排热量不一样，从而导致运行若干年后产生地下热堆积。
本文对国内外研究发展现状和几种典型的垂直埋管换热器传热模型进行了总结，针对江苏某市地质条件，对垂直单U型埋管换热器周围温度场传热特性进行了分析。
文中首先研究了土壤温度的分布特性，确定了大地原始温度分布的计算式；针对江苏某市地下75m以内土壤温度分布进行了热工模拟计算，分析了土壤温度的变化规律；再进一步模拟江苏某市某住宅小区地源热泵系统整个地下的埋管情况，分析排热量与取热量比值不同的情况下，地下温度逐年变化趋势，模拟若干年后地下土壤的温度变化，与初始值比较，发现温度有不同程度的上升；将这些堆积的热耗散掉所需要的时间较长，若耗散时间过长会带来什么后果。
最后给出地源热泵系统地下热堆积问题的解决方案。
关键词: 地源热泵；垂直U型埋管换热器；热堆积ABSTRACTGround Source Heat Pump (GSHP) is a developing air-condition technology based on saving energy and protecting environment, which is one of the top national projects onair-condition and refrigeration. With the ceaseless using of GSHP, it brings new problems. Because the difference between taking heat in winter and letting heat in summer, accordingly it will result in heat accumulating underground after the system running several years.This text sums up the research and development actuality in the world and several typical modeling of the vertical GHEs, it aims at the geological condition of some area of Jiangsu province, analyzing the distributing of temperature field in vertical single U-tube GHEs.This text studies on temperature characteristic of the earth first, making sure the original temperature account formal of the earth; simulating the temperature distributing under the 75m of the earth in some area of Jiangsu province, analyzing the variational rule of the earth, the simulation result accords with the test result; and more simulating the whole underground temperature of the uptown in some area of Jiangsu province, analyzing the variety temperature trend year by year when the ratio of taking heat to letting heat is different, simulating the underground temperature after several years, compared with the original temperature, finding that the temperature will go up somewhat, the time which consume the heat underground is too long, it will bring some bad effects. At last, the text will give a project to solute the problem.Keywords: GSHP vertical GHEs heat accumulate独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
寒冷地区某办公楼地源热泵空调系统运行分析
寒冷地区某办公楼地源热泵空调系统运行分析摘要结合寒冷地区某办公楼地源热泵项目，介绍了浅层地热地质条件的测试结果。
土壤热平衡分析结果表明，如果地源热泵机组全年向岩土体排热量为1. 425TJ，经过一个制冷季和一个供暖季后，岩土体温度升高幅度为0.30℃。
运行数据分析结果表明，地源热泵冷凝器与蒸发器进出口温差在运行过程中通常小于设计温差，造成水泵能耗偏高，建议采用定温差、水泵变频调节的控制方式。
关键词地源热泵; 空调系统; 热平衡; 定流量系统; 节能; 办公建筑0 引言根据地热能换热形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。
其中地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统由于受到使用条件和环境保护的限制很难推广，地埋管地源热泵系统则应用广泛。
地埋管换热器又分为水平式和竖直式，由于水平埋管式占地而积大并且不能较好地利用地热能，因此竖直埋管式得到了更为普遍的应用。
国内近些年陆续出现了一些竖直埋管式地源热泵项目，比如山东建筑大学学术报告厅地源热泵系统采用25 组并联的竖直U 形埋管组成室外换热器。
虽然竖直埋管式地源热泵系统应用的可行性己经在实际工程中得到证明，但是缺乏对实际运行数据包括如何进行热平衡以及系统节能性等各个方而的具体分析论证。
本文通过寒冷地区某办公楼地源热泵系统的测试，对地源热泵系统运行的可行性和节能性进行分析，为竖直埋管式地源热泵空调系统的设计提供理论依据。
1 工程实例1.1 工程概况寒冷地区（北京市）某办公楼项目占地7469.37m2，办公楼建筑而积36350.07m2，其中地下13716.73m2，地上22633.34m2。
工程空调系统夏季冷负荷为1935.67kW，冬季热负荷为1353.78kW。
夏季制冷供回水温度为7℃/12℃，冬季供热供回水温度为45℃ /40℃。
1.2 系统设置该工程中地源侧采用100m 长竖直双U 形地埋管换热器408 组。
土壤源热泵系统热平衡问题探究
土壤源热泵系统热平衡问题探究I. 引言A. 背景介绍B. 问题陈述C. 目的和意义II. 土壤源热泵系统原理和设计A. 土壤源热泵系统的工作原理B. 土壤介质的选择和设计参数C. 热平衡模型的建立和分析III. 土壤源热泵系统的热平衡问题A. 热平衡的定义和计算方法B. 影响热平衡的因素C. 热平衡的优化方法IV. 土壤源热泵系统的热平衡问题实验研究A. 实验设计和方法B. 实验结果和分析C. 实验结论和启示V. 土壤源热泵系统的未来发展A. 系统优化与升级B. 控制和管理技术的进步C. 可持续发展的方向和挑战VI. 结论A. 主要研究成果总结B. 研究意义和展望C. 工程应用和经济效益分析参考文献第一章引言随着人口的增长和城市化进程的加速，全球能源消耗和环境污染问题已经引起了越来越多的关注。
传统的空调和采暖设备在能源利用和环境保护方面存在诸多问题，给人类社会带来了巨大的负担和挑战。
在这样的背景下，土壤源热泵系统作为一种绿色、节能、环保、可持续开发利用的新型能源技术，受到越来越多的关注和重视。
本文旨在探究土壤源热泵系统的热平衡问题，从而为其进一步发展和应用提供参考。
背景介绍土壤源热泵系统是一种利用地下土壤介质作为热能源的高效节能技术。
它通过地下换热器和热泵机组相结合，将地下土壤的热能贮存转化为供热或制冷的能源，达到节能、减排和保护环境的目的。
土壤源热泵系统具有以下优点：1. 环保：土壤源热泵系统无排放，减少了对环境的污染。
2. 节能：土壤源热泵系统将低温热能转化为高温热能，节约了能源。
3. 稳定：土壤温度变化相对较缓慢，可以提供相对稳定的热源或冷源，满足长期建筑物的供暖或制冷需求。
4. 经济：土壤源热泵系统的成本低，维护方便，操作简单。
问题陈述土壤源热泵系统虽然具有很多优点，但是其在实际应用中也存在一些问题。
其中最大的问题之一是热平衡问题，即系统内部热量平衡的问题。
土壤源热泵系统的热平衡问题具体表现为以下几个方面：1. 土壤和地下水温度变化对热交换效果的影响。
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2012年9月内蒙古科技与经济September2012 第18期总第268期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.18T o tal N o.268
土壤源热泵系统运行工况分析
晏 梅
(内蒙古国电电力建设工程有限责任公司,内蒙古呼和浩特 010000)
摘 要:以某综合办公楼土壤源热泵系统示范项目为依据,着重实测了在冬夏两季运行时地埋管侧和用户侧的进出水温度变化情况以及对各种实测数据的处理,从而证实了土壤源热泵系统在呼和浩特地区应用的可行性,为广泛推广土壤源热泵系统积累宝贵的经验。
关键词:土壤源热泵;换热器;建筑;呼和浩特
中图分类号:T K529(226) 文献标识码:B 文章编号:1006—7981(2012)18—0066—02
1 工程概况
呼和浩特位于内蒙古自治区中部,地处温带内陆地区,属西北大陆性气候,市区平均海拔1050m,夏无酷暑,东无严寒,四季分明。
全年平均气温在6.5℃左右,年降水在200mm～500mm之间。
某综合办公楼的空调系统采用了风机盘管空调系统承担冬季采暖、夏季制冷负荷。
冷热源利用了土壤源热泵技术,该项目是国家第一批可再生能源在建筑中应用的示范工程之一,也是呼和浩特地区首次使用土壤源热泵技术的工程。
内蒙古地区自然资源丰富,土地辽阔,尤其是浅层地热能十分丰富,在呼和浩特地区可有效地代替常规能源,从而遏制环境污染。
1.1 建筑规模
某综合办公楼总建筑面积约为5.1万m2,设置A、B、C三区,A区为综合楼,B区为机关办公楼,C 区为二级办公楼。
1.2 室外管路系统
1.2.1 地埋换热器的形式
本项目采用垂直双U形地埋管换热器,地埋管换热器布置在本工程室外场地内,占地面积约为1.8万m2,地埋管上部的使用功能为道路、停车场和绿地。
室外地埋换热器采用同程式并联连接,连接分成若干组接至地埋管侧支分集水器,各地埋管侧支分集水器设在室外地下小室内,并以并联方式接至地源热泵机房。
地埋管换热器采用PE管,且公称外径为DN22。
1.2.2 地埋换热器的布置
本工程设计冷热指标分别为56.86W/m2和100 W/m2,共设有两处独立的机房,A区地下一层地源热泵机房和B区地下一层地源热泵机房。
A区地下一层热泵机房负责A区的空调系统冷热源,B区地下一层冷热源负责B区和C区的空调系统的冷热源。
室外地埋管换热器共设724个钻孔,其中A区机房设277个钻孔,B区机房设247个钻孔。
钻孔的间距为5m,钻孔的直径为150mm,孔深100m。
1.3 工质循环系统
1.3.1 热泵机组
本项目的A区机房和B区机房的热泵机组均采用两台麦克维尔WP S型单螺杆水源热泵机组,机组型号:W PS200.2C,制热量:1027.2kW,制冷量: 1077.4kW。
1.3.2 地源热泵系统调峰热源
该系统调峰热源由燃气锅炉产生经换热器换热后到空调系统,调峰热源设计制热负荷分别为A区1200kW和B、C区600kW,调峰热源累计补充加热量占大厦年设计总加热量的15%。
1.4 室内管路系统
对于土壤源热泵系统,室内管路系统就是室内末端形式,某综合性办公楼,功能需求比较多,为了提高整个建筑的舒适性和达到节能的目的,该建筑根据房间使用功能的不同,末端形式的选择比较多样化,主要有为风机盘管加新风系统,部分房间设置散热器或地板辐射采暖。
2 机组运行工况的测试
2.1 测试内容
2.1.1 测试时间
本工程于2008年10月交工,测试工作于2008年的11月15日开始运行到2010年9月2日,包括了两个采暖季和两个制冷季,由于该项目A区的机组到目前为止尚未运行,所以只对B区机组系统进行了测试。
在这段时间内,除有特殊情况外,我们每6d 就会到运行现场跟踪项目的运行情况,和管理人员将这一整天的运行数据记录下来以及对前几天实测
数据的整理。
图1 2009年～2010年冬季地埋管侧进水温度℃
2.1.2 测试方法、目的及仪器
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收稿日期:2012-06-05
晏梅・土壤源热泵系统运行工况分析
2012年第18期
主要对运行期间用户侧和地源侧的进出水温度进行了测试,对本测试主要的目的是在分析和研究用户侧和地源侧的进出水温度,从而进一步分析机组的运行情况,也能通过地源侧的出水温度从侧面了解到地下土壤温度场的变化情况。
对温度进行测试分为以下两种形式: 利用温度自记仪测试了管壁温度; 在机组温度计和分集水器温度计上直接读取温度读数。
2.1.3 冬季地埋管侧和用户侧进出水温度的变化
情况
图2 2009年～2010年冬季用户侧进水温度℃
2.1.4 夏季地埋管侧和用户侧进出水温度的变化
情况
图3 2009
年夏季室内温度℃
图4 2010年夏季室内平均温度℃
2.2 分析测试数据
从各种运行工况下地埋管侧和用户侧的温度可以看出,该土壤源热泵系统整体运行正常,尽管和设计的运行参数有一定的差距,但都在正常范围之内。
从冬季运行时地埋管侧的进水温度可知,随着运行时间的增长,地源热泵系统从土壤累积取走的热量越多,地埋管侧的进水温度就越低,但总的温度误差不大,温降在1℃之内。
从夏季运行时地埋管侧的进水温度可知,随着运行时间的增长,地源热泵系统向土壤累积释放的热量越多,地埋管侧的进水温度就越高,但总的温度误差不大,温升在1℃之内。
在冬季采暖,当室外气温达到最低时,由于从土壤取走的热量增加,所以地埋管的进水温度出现最低值;在夏季制冷,当室外气温达到最高时,向土壤释放的热量增加,所以地埋管侧的进水温度出现最高值。
对于土壤而言,冬季采暖时从土壤取走热量,夏季制冷时向土壤释放热量,热量可以得到互补。
3 结论
笔者在对土壤源热泵系统进行理论研究的基础上,通过对某示范项目地源热泵系统冬夏两季运行时各种数据的测试,将理论研究与实际应用相结合,从中得到了以下结论: 通过对内蒙古地区可再生能源在建筑中利用情况的调查,可知可再生能源在内蒙古地区发展速度之快,也可以从各项目运行的情况了解到可再生能源在内蒙古地区建筑中的可适用性。
另外,该地区属于寒冷地区,冬季供热时间较长,由供热消耗的一次性能源较多,因此,土壤源热泵系统在该地区的应用前景广阔,意义重大。
我们必须加大其研究力度,以更好的节约能源,实现可持续发展战略; 土壤源热泵系统尽管初投资比较大,但后期使用效率较高,不仅可以节约一次能源的利用,而且环境效益显著; 热泵机组的效率基于热力学循环过程,所以要想提高热泵机组的能效比,必须更好的研究其热力循环过程,尤其热泵厂家,更应该加大其研究力度,生产出适用性更广,适用效率更高的机组; 对于土壤源热泵系统,对室外换热器的研究也相当重要,室外换热器的设计选择必须根据当地地质条件和场地情况,进行合理的计算,选择合适的管径和流量,以保证低投资高效率; 对室内末端形式的选择也是比较重要的,必须根据热泵机组的运行参数,根据建筑物对舒适度的要求,合理选择,以便做到在保证舒适度的情况下,尽量降低初投资,提高系统效率; 对于某示范工程基本达到节能环保的目的,证实了土壤源热泵在呼和浩特地区应用的可行性,更进一步为呼和浩特地区的土壤源热泵系统的应用和发展提供有利的理论基础; 夏季不启动热泵机组和地源侧循环泵,既减少了热泵机组和循环泵的损耗又节约了电能,使地源热泵系统夏季运行时的性能系数有了很大的提高; 呼和浩特地区冬季总热负荷要大于夏季总冷负荷,热负荷不平衡,为了保证土壤源热泵系统的长期使用效率,必须考虑加辅助热源,因此,应该重视混合型热泵系统技术的应用,提高能源利用的综合效率。
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