带气冷器的二氧化碳地源热泵系统的性能分析
基于监测数据的地源热泵系统运行性能分析
Operation Performance Analysis of Ground Source Heat Pump System based on Actual Measurement Data
LI Xiao-ping, CHEN Chen, XU Ying-chun China Academy of Building Research Tianjin Institute
集中在 1 益左右。从 6 月中旬开始至 8 月中旬，由于系 统 连续 运 行，地 源 水 温 呈 现 上 升 趋 势 ，温 度 上 升 了 4 益左右，进入 8 月下旬，地源水出入口温度随着制冷 负荷下降而逐渐降低，相比 8 月下降约 2 益左右。冬季 工况地源测出入口温度随着系统运行的持续逐渐降 低，供暖初期地源侧出入口温度分别为 14/13 益，供暖 末期为 11/10 益，下降约 3 益，地源侧出入口温差约为 1 益。因此，针对以上情况，合理控制控制地源侧水泵 频率，降低水泵能耗。
Abstract: This paper analyzes a ground source heat pump to a green building based on actual operational data. general operation of Ground source heat pump in summer and winter season was introduced, including supply and return water temperature of ground source side and user side, temperature differences, COP, as well as load factor value. Summarize the problems in the operation of the heat pump system, and propose performance improvements and operation management recommendations, which can provide a certain data basis for the subsequent improvement of the building's actual operation performance. Keywords: green buildings, ground source heat pump system, operation performance
CO_2气体冷却器的设计及实验研究
300． 26
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气冷器中 CO2 工质与水的最小传热温差约为 6 ℃ ，足够满足传热的要求。
图 2 CO2 管内冷却的各换热关联式比较 Fig． 2 Comparison of different cooling heat transfer
correlations in CO2 tube
图 1 气体冷却器结构示意图 Fig． 1 Schematic diagram of gas cooler structure
文献标识码： A
文章编号： 1005-9954（ 2014） 11-0056-05
DOI： 10． 3969 / j． issn． 1005-9954． 2014． 11． 012
Design and experimental study on CO2 gas cooler
XIE Miao-miao，GUAN Xin，DANG Xiang-bing （ School of Energy and Power Engineering，University of Shanghai for Science ＆ Technology，Shanghai 200093，China） Abstract： It shows superiorities in transcritical CO2 heat pump system for water heating applications due to its large high-side temperature glide and better matching with the secondary fluid． In order to optimize the performance of gas cooler and improve the performance of CO2 heat pump system，the gas cooler of CO2 heat pump water heater was designed，and the experimental study was carried out． The structure of the double pipe gas cooler was designed based on the Gnielinski heat exchange correlation formulas，with gas cooler length 14 m，inner tube 6 mm，outer tube diameter 14 mm，and wall thickness 1 mm． The experiments were carried out under different conditions with CO2 heat pump system experiment platform． The average COP of heat pump system is 1． 8， the average instantaneous condensing power is 1 400 W，and the heat transfer coefficient of the instantaneous total average value is 745 W / （ m2 ·K） ． Key words： CO2 ； gas cooler； double pipe； COP
地源热泵系统应用项目实测效果分析
冬季均 值
２．８ ９
夏 季
夏季均值
同时 ， 也 可 以发 现 地源 热 泵 技 术 在实 际 应 用 中的 一 些 问题 ， 各 个 项 目热 泵 系统 运 行 参 数 的差 别 包括 设 计 、设 备 、运 行等 原 因， 系
统 匹配 和 运行 模 式 对 系统 性 能 影 响较 大 ， 下面 结 合 测试 情 况 提 出 地 源 热泵 技术 应 用 的几个 关键 性 问题 和建 议 。 部分 项 目方 案 阶段 缺 乏 对水 文 地 质等 基 础 条件 的科 学 调查 ．
地 源 热 泵 供 暖 系统 运 行 费 用虽 然 稍 高 于燃 煤 锅 炉 ，但 综 合 考 虑 节
能 、环 保 和 经济 效 益 ， 地 源热 泵 系 统是 比较 合 适 的供 暖 方 式 。根
高机组的能效比，以提高地源热泵系统的节能效果。 国
中国 建筑 科学研 究院 青年 科研基 金课题 资助 项 目
供 暖 系 统 比较 ， 各 项 目地源 热 泵 系统 节 省 费 用从 ４．～ ８ ． 万 元／ １ ２ ２７
３Ｏ ．８ ．７５５
３．Ｏ ５．６ ３．２ ０ ２ ９ ３．５ ４．６ ３．２ ３～ ９ ７
３．Ｏ ５．８ ３．８ ０～ ５ ８
年不 等 ，单 位 面积 平均 节 约７４ 元， 。 ．３ 年
响。
３ ％ ５ ２ ％ ７
６ ％ ５ ７ ％ ３
部 分 项 目对 系 统 各部 分 的匹 配设 计 不 够精 细 ， 造 成节 能 效 果 大打 折 扣 。 如循 环 水 泵选 型 过 大 ，输 送 系 统 能耗 比例相 对 过 高 ，
６ 节 能 效 果 、
地 源 热 泵 系 统 可 以 替 代 常 规 供 热 制 冷 系 统 满 足 建 筑 物 的采
CO2热泵双级冷却套管式气体冷却器性能数值模拟
CO2热泵双级冷却套管式气体冷却器性能数值模拟马瑞芳;李雯;李世平;罗会龙【摘要】建立了跨临界CO2制冷系统中双级冷却套管式气体冷却器模型,对管内CO2侧和水侧的流动及换热进行了数值仿真.分析了各种参数下的双级冷却套管式气体冷却器的性能.比较了多种工况下的仿真结果与试验数据,验证了该模型的正确性.【期刊名称】《制冷与空调（四川）》【年(卷),期】2016(030)005【总页数】6页(P520-524,548)【关键词】CO2热泵;跨临界循环;双级冷却套管式冷凝器;仿真【作者】马瑞芳;李雯;李世平;罗会龙【作者单位】昆明理工大学建筑工程学院昆明 650500;云南省农村科技服务中心昆明 650021;云南省农村科技服务中心昆明 650021;昆明理工大学建筑工程学院昆明 650500【正文语种】中文【中图分类】TK172.4CO2热泵备受国内外学者关注，其工质CO2对环境友好，ODP值为0，GWP值为1。
此外，CO2热泵出水温度可达90℃，可较好地满足采暖、空调和生活热水的需求。
目前国内CO2跨临界循环系统中气体冷却器主要有微通道气体冷却器及套管式气体冷却器，微通道的应用研究只是出现在CO2汽车空调等空冷式气体冷却器中，套管式气体冷却器在CO2热泵热水器中比较常见[1]。
跨临界CO2热泵系统中高压热交换器（即气体冷却器）内的工质工作在临界压力之上（7.4～12MPa）。
跨临界CO2的热物性随温度和压力剧烈变化，使得管内的流动换热十分复杂，根据文献[2-6]比较发现Gnielinski公式的计算值与实验值有较好的符合度。
本文以能量平衡的方法建立气体冷却器模型，采用coolpack软件进行CO2的热物性计算，分析各因素对双级套管式气体冷却器换热性能的影响。
双级冷却套管式气体冷却器是一种高效紧凑式换热器，其结构与外观见图1。
如图1（a）所示，它由两部分组成，Ⅰ级和Ⅱ级。
CO2进入的一端为Ⅰ级，Ⅰ级和Ⅱ级分别有三根和四根套管并联，Ⅰ级和Ⅱ级则是串联。
地源热泵系统设计小结报告
地源热泵系统设计小结报告引言地源热泵系统作为一种高效、环保的供暖解决方案，近年来得到了广泛的应用。
本文主要对地源热泵系统的设计进行总结和小结，包括系统结构设计、能量计算、系统运行模拟等方面的内容。
通过这篇报告，读者将了解到地源热泵系统设计的关键要点和注意事项。
系统结构设计地源热泵系统的结构设计是整个系统设计中的核心部分，主要包括热源系统、热泵机组、热交换系统和供暖系统等几个关键组成部分。
在设计这些部分时，需要考虑到实际应用的需求和现场条件。
热源系统选择合适的地热能源是关键。
常见的地热能源包括地埋管、井水和湖泊水等。
在选择地热能源时，需要考虑到当地地质条件、地表的利用限制以及系统的投资和运维成本等因素。
热泵机组的选择应该考虑到系统的额定功率和制冷/制热效率等因素。
根据使用的地热能源，可以选择不同类型的热泵机组，如水源热泵、地源热泵或空气源热泵等。
热交换系统的设计主要包括热泵机组与地热能源之间的热交换设备，如冷凝器、蒸发器等。
合理选择热交换设备的容量和材质，可以提高系统的热效率和稳定性。
供暖系统的设计需要考虑到建筑物的热负荷，选择适合的供暖设备和管道，以满足不同房间的供热需求。
能量计算在地源热泵系统设计中，能量计算是非常重要的一步。
能量计算的目的是确定系统的热负荷和制冷/制热需求，以确定热泵机组的额定功率和制冷/制热能力。
热负荷计算主要包括建筑物的导热计算和换热量计算。
通过计算建筑的隔热性能和窗户的热传递系数等参数，可以确定建筑物的导热热负荷。
而换热量计算则需要考虑到建筑物的供暖方式、使用热水的需求以及其他热负荷，如空调和电器设备等。
制冷/制热需求的计算主要与建筑物的使用需求相关。
通过考虑系统在夏季的制冷需求和冬季的供暖需求，可以确定系统的额定制冷/制热能力。
系统运行模拟在地源热泵系统设计的过程中，系统运行模拟是一种常用的工具。
通过系统运行模拟，可以分析系统的热效率、稳定性和能耗等性能指标。
在运行模拟中，需要考虑到地热能源的循环率、热泵机组的运行效率、热交换系统的传热性能以及供暖系统的运行方式等因素。
地源热泵系统利用地热能源的节能解决方案
地源热泵系统利用地热能源的节能解决方案地源热泵系统是一种利用地热能源进行供暖和制冷的绿色能源技术。
它通过地埋换热器从地下获取热量或冷量，然后将其传递到室内空间，实现对空调和供暖系统的能源利用。
这种系统不仅高效节能，还能减少对化石燃料的依赖，从而减少温室气体排放。
本文将探讨地源热泵系统在节能和环保方面的优势，并展示一些可行的解决方案。
节能是现代社会面临的一个重要问题。
传统的空调和供暖系统通常需要大量的电力或燃料来调节室内温度，这不仅浪费能源，还产生了大量的二氧化碳排放。
地源热泵系统能够解决这个问题。
它利用地下稳定的温度来提供能源，无需额外的能量输入。
与传统的空调和供暖系统相比，地源热泵系统可以节省能源消耗高达50％以上。
实现地源热泵系统的关键是地埋换热器。
它通常位于地下数米深的位置，与周围土壤接触。
地埋换热器通过水或冷却液循环在地下吸收或释放热量。
夏季时，地源热泵系统将室内空气散热到地下，从而实现室内降温。
冬季时，系统则将地下的热量传递到室内，实现室内供暖。
这种被动的能量转移过程不仅无需消耗额外的能源，还可以减少对化石燃料的依赖，降低能源成本和温室气体排放。
除了节能，地源热泵系统还具有其他环保优势。
首先，它减少了对燃煤、石油、天然气等化石燃料的需求，从而减少了对有限能源资源的压力。
其次，地源热泵系统不会产生有害污染物和气味，能够改善室内空气质量，提供一个更加健康和舒适的室内环境。
此外，地源热泵系统的使用寿命长，几乎没有运行成本和维护费用，降低了对环境的负担。
在实际应用中，要充分发挥地源热泵系统的节能效益，需要综合考虑建筑结构、能源需求和地热资源等因素。
以下是一些可行的解决方案：1. 高效保温：提高建筑的保温性能可以减少能源消耗。
合理选择保温材料、改善建筑结构和密封性，有效减少室内外温度交换。
2. 地下储能：地下热储能系统是地源热泵系统的关键部分，确定合适的地下换热器的布置和深度，确保最大限度地获取地热能源。
农村户用分体式地源热泵系统运行性能模拟与分析
农村户用分体式地源热泵系统运行性能模拟与分析随着可再生能源的应用和节能减排的要求，分体式地源热泵系统在农村地区的使用越来越广泛。
这种系统能够充分利用地下热能资源，通过热泵技术将低温的地下水或地下热能转换为高温热能供暖。
农村户用分体式地源热泵系统的运行性能模拟与分析可以帮助我们更好地理解和优化系统的性能。
首先，我们需要了解分体式地源热泵系统的工作原理。
该系统由室内机和室外机两部分组成。
室外机通过地源换热器与地下水或地下热能交换热量，将地下水或地下热能中的热量转移到室外机内。
室内机通过蒸发器和压缩机将低温热量转换为高温热量，供给室内空调系统。
在模拟与分析中，我们需要考虑以下几个方面。
首先是地源换热器的性能。
地源换热器的效率直接影响着系统的工作效果。
我们可以通过模拟地源换热器与地下水或地下热能的热量交换过程，来评估其性能。
其次是蒸发器和压缩机的性能。
蒸发器和压缩机的效率决定了系统从低温热量转换为高温热量的能力。
我们可以通过模拟蒸发器和压缩机的工作过程，来评估其性能。
另外，我们还需要考虑系统的运行策略。
农村地区的气候条件和能源供应存在变化，因此，系统的运行策略需要根据实际情况进行调整。
我们可以通过模拟系统在不同气候条件下的运行，来评估不同运行策略的性能。
最后，我们可以利用模拟和分析的结果，优化系统的设计和运行。
例如，我们可以通过调整地源换热器的材料和结构，来提高其效率；通过调整蒸发器和压缩机的参数，来提高其工作效果；通过优化系统的运行策略，来降低系统的能耗。
总结起来，农村户用分体式地源热泵系统的运行性能模拟与分析是一项复杂而重要的工作。
通过对地源换热器、蒸发器和压缩机的性能以及系统的运行策略进行模拟和分析，我们可以更好地理解和优化系统的性能，为农村地区提供更高效和可持续的供暖解决方案。
地源热泵系统设计分析
地源热泵系统设计分析摘要：随着全球能源危机和环境问题的出现，地源热泵的应用消除了使用常规锅炉供暖中造成的环境污染，因而是一种清洁、高效、节能的空调产品。
本文笔者主要结合自己多年从事地源热泵系统的设计方面工作，结合实例针对其进行了分析。
关键词：地源热泵；设计参数；方案Abstract: with the global energy crisis and environmental problem arises, the application of ground source heat pump eliminates the use of conventional boiler heating caused by environmental pollution, it is a kind of clean, efficient and energy-saving air conditioning products. In this paper the author mainly according to many years engaged in the design of ground source heat pump system to work with the examples, according to the analysis.Keywords: the ground source heat pump; Design parameters; scheme1 工程应用实例1.1 工程概况表1 地源热泵系统负荷设计参数名称冷负荷（kW）热负荷（kW）综合服务楼2400 1600该综合服务楼，其主要包括公寓部分和公共部分。
总建筑面积：31176m2。
地下：2759m2，为车库。
地上：27579m2，为公寓楼和公共部分。
其中，公寓楼部分：23159m2；公共部分：4419m2。
本项目采用地源热泵空调系统，夏季送冷风，冬季送热风，冷热源集中设置。
极限补气量下的R290热泵系统性能分析
极限补气量下的R290热泵系统性能分析吴国强北京工业大学北京 100124摘要：中间补气热泵系统可以提高系统的效率和可靠性，以R290为工质的热泵制冷系统具有良好的前景。
建立了带有过冷器的R290中间补气系统的热力学模型，并对蒸发温度、冷凝温度、相对中间压力和相对补气量对系统性能的影响进行了分析。
结果表明在允许的最大相对补气量下，制冷时降低冷凝温度和提高蒸发温度会使得制冷量下降,而制热时降低蒸发温度反而有利于COP的提高。
相对中间压力对最大允许相对补气量有着显著影响。
此外，相对中间压力提高会降低制热量和功耗，但提高了COP。
研究了最大相对补气量下的系统性能参数，结果对于极大限度地降低系统排气温度，提高系统性能提供了参考。
关键词：中间补气；最大允许相对补气量；补气压力；R290Performance analysis of R290 heat pump system with subcooler under maximum relative vapour-injection mass flowWU GuoqiangBeijing University of Technology Beijing 100124Abstract: Vapour-Injected Heat pump (VIHP) can improve the efficiency and reliability of the heat pump system, and the heat pump system using R290 as the working fluid has a good prospect. In this paper, a thermodynamic model of VIHP with a subcooler using R290 is established and the influence of the evaporation temperature, condensation temperature, relative intermediate pressure and relative vapour injection mass flow on the performance of the system is analyzed. The results show that under the maximum allowable relative vapour injection mass flow, reducing the condensation temperature and increasing the evaporation temperature during cooling will reduce the cooling capacity, while reducing the evaporation temperature during heating is conducive to the improvement of COP. The relative intermediate pressure has a significant effect on the maximum allowable relative vapour injection mass flow.In addition, an increase in relative intermediate pressure will reduce heating capacity and power consumption, but will increase COP. The system performance parameters under the maximum relative vapour injection mass flow are studied, which provides a reference for greatly reducing the system exhaust temperature and improving system performance.Keywords: Vapour injection; Maximum relative vapour injection mass flow rate; Intermediate pressure; R290中图分类号：TH45DOI:10.19784/ki.issn1672-0172.2020.99.0331 引言随着基加利修正案的生效，HCFs将逐渐淘汰，以R290为工质的热泵空调正受到越来越多的关注[1]。
地源热泵中央空调系统设计及经济性分析
地源热泵中央空调系统设计及经济性分析地源热泵中央空调系统是一种采用地下水、地下地热能、地上水体或地表土壤等为热源的集中供热、供冷系统。
其主要由地源热泵机组、热交换器、地源热井、地下管网、集中控制系统等组成。
地源热泵机组是核心部件，通过蒸汽压缩循环原理，利用地下热能提供制冷、供暖和生活热水等服务。
1.1地源热泵机组地源热泵机组作为地源热泵中央空调系统的核心部件，其性能直接影响系统的效果和经济性。
一般而言，地源热泵机组可分为水源热泵、地埋式热泵和地下水源热泵。
地下水源热泵是最常见的类型，其优点是能够充分利用地下水体温度，能效高，但需注意对地下水资源的合理利用。
1.2热交换器热交换器是地源热泵中央空调系统的重要组成部分，其作用是将地下水或地下土壤中的热能传递给地源热泵机组，实现制冷、供热和生活热水的循环利用。
热交换器的设计应考虑系统的热量传递效率和耐久性，同时需充分考虑地下水或土壤的温度变化，确保系统运行稳定。
1.3地源热井与地下管网地源热井是地源热泵中央空调系统与地下水体交换热能的重要通道，其施工质量和设计合理性直接关系到系统的运行效果。
地下管网包括输送地下水或地下土壤热能的管道系统，其布局要合理，管道材质要符合环保要求，保证系统的安全和稳定运行。
1.4集中控制系统集中控制系统对地源热泵中央空调系统的运行管理至关重要。
通过集中控制系统，可以实现对地源热泵机组、热交换器、地源热井及地下管网的实时监测和控制，提高系统运行效率和节能性。
二、经济性分析在设计地源热泵中央空调系统时，需要对其经济性进行综合分析，包括初投资、运行成本、使用寿命等多个方面的考虑。
2.1 初投资地源热泵中央空调系统的初投资包括地源热泵机组、热交换器、地下管网、集中控制系统等设备的采购和安装费用。
相比传统的空调系统，地源热泵中央空调系统的初投资较高，主要是由于地源热泵机组和热交换器等设备成本较高。
但随着技术的进步和市场的竞争，地源热泵设备的价格逐渐下降，初投资成本逐渐趋向合理。