土壤源热泵系统热回收运行性能分析
土壤源热泵的核心技术
土壤源热泵的核心技术关键词：地源热泵、土壤源热泵、研究现状、热泵、能源要真正使土壤源热泵能够取代传统的空调系统，尚有众多的核心技术问题有待进一步解决。
图１给出了一个完整的土壤源热泵的系统动态热特性示意。
从系统的角度分析，按微观到宏观的次序来看有下列问题需解决：1 土壤中传热、传质过程的研究整个系统中处于最底层的是埋地换热器次级子系统。
在该系统中，主要关心的问题是埋地换热器与周围土壤的热交换过程。
由于土壤是一个由固态的土壤骨架、液态和气态水以及空气组成的多相分散体，目前大多数的研究中采用的简单的复合不稳态导热，将水分和空气的输运过程作用归结为一导热系数的附加值来描述土壤中的热质耦合的作法显然会带来较大的误差，相应的结果土壤源热泵的埋地换热器的尺寸偏大，热泵装置的初投资加大（埋地换热器的成本一般占到热泵系统总成本的20 ％-30 ％），无法与传统的空调系统相抗衡。
因此亟待解决的方法是对埋地换热器与土壤的热交换过程采用更完善的数学模型进行描述，全面考虑传热和传质过程。
多孔介质流体力学方法可能是一个有力的工具。
有研究者提出采用不可逆热力学的方法来加以研究，也是一个颇有新意的可行的方法。
还有研究者提出采用分形的方法来研究土壤中的导热系数，有可能使数学模型得到简化，使研究的难度降低。
研究土壤中的传热传质过程的另一个目的，是希望能找到强化传热的新型填充材料，国外已有研究者从事过这方面的研究，并有相关报道。
当然，最终的目的是一致的，就是要尽可能的减少土壤源热泵埋地换热器的初投资费用，但国内尚未见到类似的研究报道。
2 与热泵装置的耦合过程研究研究与热泵装置的耦合过程的目的在于优化热泵装置子系统的性能。
因采用土壤作为热源，无论是冬季或夏季运行，热泵系统的运行条件（室外侧换热器的工作点）都与传统的空气热泵或一般的水源热泵的工作点有一定的差别，从而引起整个热泵系统的工作特性都随着发生变化。
具体说来就是在新的室外侧换热流体温度下，应该如何配置相应的蒸发器、冷凝器、压缩机乃至整个系统的部件，使热泵的热力循环性能最优、最大程度的发挥土壤源热泵的节能潜力。
土壤源热泵系统冷凝热回收的优化研究
，
（ ．ｎｔｕｅｏ ｎ ｉ ｎ ｅｔｌ Ｍｕ ｉｐ ｌ ｎｉｅｒ ｇ ｏｔ ｈｎ ｎｖｒ ｔ ｏ ｔｒ ｏｓｒ ｎｙ １ Ｉｓｔｔ ｆ ｖｒ ｍ ｎａ ＆ ｉ Ｅ ｏ ｎｃ ａ Ｅ ｇ ｅ ｎ ，Ｎ ｒ Ｃ ｉ Ｕ ｉ ｓｙ ｆ ｉ ｎ ｉ ｈ ａ ｅ ｉ Ｗａ ｎｅｖ ｃ ｅＣ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｅ ｔｑ ａ ｔ ｙ ｄ ｓ ｈ ｒ ｅ ｏ ｔｅ ｓ ｉ ｂ ｒ ｕ ｄ—ｃ ｕ ｌｄ ｈ ａ ｕ ｙ ｔ ｍ ｎ ｓ ｍｍｅ ｓ ｖ ｒ ａ ｇ ｒ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｈ ａ ｕ ｉ ｉｃ ａ ｇ ｄ ｔ ｈ ｏｌ ｙ ｇ ｏ ｎ ｎ ｔ ｏ ｐ ｅ ｅ ｔｐ ｍｐ ｓ ｓｅ ｉ ｕ ｒｉ ｅ ｙ ｌ ｅ ｈ ｎ ｉ ｒ ａ ｓ ｒ ｅ ｒ ｍ ｏ ｌ ｎ ｗｉｔ ｒ ｂ ｏ ｂ ｄ ｆｏ ｓ ｉ ｉ ｎ ｅ ，ｗｈｃ ｉ ｎ ｕ ｎ ｅ ｔｅ ｔ ｍｐ ｒｔ ｒ ｅｄ ｉ ｈ ｏｌｓ ｒ ｕ ｌ ｎ ｓ ｍｅ ｉ ｓａ ｃ ｓ ｈ ｉ ｐ ｐ ｒｐ ｅ — ｉｈ ｗ ｌ ｉｆ ｅ ｃ ｈ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｆ ｌ ｎ ｔｅ ｓ ｉ ｅ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｔ ｎ ｅ ．Ｔ ｓ ａ ｅ ｒ ｓ ｌ ｌ ｉ ｉ ｙ
ｅ ｔ ｈ ｒ ｕ ｄ—ｃ ｕ ｌ ｄ ｈ ａ ｕ ｔ ｏ ｄ ｎ ｉ ｇｈ ａ ｅ ｏ ｅ ｙ ｔ ｍ ｔａ ａ ａａ ｃ ｅｈ ａ ｕ ｎ ｉ ．Ｔ ｅ ｏ ｔ ｌ ｄ ｌ ｎ ｓｔ ｅ ｇ ｏ ｎ ｏ ｐ ｅ ｅ ｔ ｍｐ ｗｉ ｃ ｎ ｅ ｓｎ ｅ ｔ ｃ ｖ ｒ ｓ ｓ ｈ ｔ ｎ ｂ ｎ ｅ ｔ ｅ ｔ ａ ｔ ｙ ｈ ｐ ｉ ｐ ｈ ｒ ｙ ｅ ｃ ｌ ｈ ｑ ｔ ｍａ ｍｏ ｅ ｆ ｔ ｒ ｕ ｄ—ｃ ｕ ｌｄ ｈ ａ ｕ ｙ ｔ ｍ ｉ ｏ ｄ ｎ ｉｇ ｈ ａ ｅ ｏ ｅ ｙ ｔｍ ｓｓ ｔ ｐ ａ ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｅ ｅ ｅ ｇ ａ ａ ｃ ｈ ｏ ． ｏ ｅ ｇｏ ｎ ｈ ｏ ｐ ｅ ｅ ｔ ｍｐ ｓ ｓｅ ｗ ｔ ｃ ｎ ｅ ｓｎ ｅ ｔｒｃ ｖ ｒ ｓ ｓｅ ｉ ｅ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｘ ｒ ｙ ｂ ｌ ｅｔ ｅ ｒ ｐ ｈ ｙ ｕ ｏｈ ｎ ｙ
土壤源热泵系统的热平衡问题
土壤源热泵系统的热平衡问题马宏权 龙惟定（同济大学）摘 要 本文分析了土壤源热泵热平衡问题的由来与影响，提出了解决该问题的技术思路，并结合几个项目的问题分析和实测讨论了对解决该问题有利的系统的设计原则和运行模式。
关键词 地源热泵 热平衡 优化设计1 引言土壤源热泵系统（ground-coupled heat pump ）的研究和项目实施是我国地源热泵系统（Ground Source Heat Pump ）三种形式中开始最晚的一种，其造价和运行费用相对也较地下水（underground water Heat Pump ）和地表水地源热泵系统（surface water Heat Pump ）要稍高。
但这些都并不能妨碍土壤源热泵成为迅速发展的一支力量，原因在于土壤源热泵采用土壤换热器内循环水换取土壤中贮存的温差能，没有对自然水源的开采要求和污染的担心，因此适用性更广，安全稳定性更高，尤其在夏热冬冷地区不失为一种新的空调冷热源解决思路。
我国的土壤源热泵系统数量和规模近年来不断增大，全国已经有多个数十万平米的土壤源热泵项目在建。
与欧美土壤源热泵主要是布置水平埋管式土壤换热器，通过小型热泵机组承担别墅等小型住宅空调的方式不同，我国的土壤源热泵系统主要服务对象是规模较大的多层住宅和办公建筑，土壤换热器一般采用在一定区域内密集布置的垂直单U 或双U 型土壤换热器群，或者利用建筑物地基内的工程桩或灌注桩密集布置土壤换热器群。
这样普遍采用的密集型垂直埋管群和不断增大的土壤源热泵规模使得土壤换热器埋管范围内的土壤热平衡问题得到了越来越多的担心。
作者简介马宏权，男，1979年1月生，在读博士研究生 201804 上海市曹安公路4800号同济大学嘉定校区13-306信箱 （021）69584901E-mail: mhqtj@ 2 土壤热平衡问题的由来与影响土壤源热泵依靠土壤换热器（underground heat exchanger ）从地下土壤中提取温差能，热泵机组的热源和热汇是扩散半径范围内的土壤，因此全年运行的土壤源热泵系统需要考虑全年时从土壤取放热量的平衡问题，这即通常称谓的土壤源热泵热平衡问题。
《土壤高温储热条件下热湿迁移规律的实验及模拟研究》范文
《土壤高温储热条件下热湿迁移规律的实验及模拟研究》篇一摘要：本文通过实验和模拟的方法，对土壤在高温储热条件下的热湿迁移规律进行了深入研究。
实验部分详细记录了不同温度梯度下的土壤热湿迁移过程，并利用数值模拟技术对实验结果进行了验证和补充。
本文旨在揭示土壤在高温储热过程中的热湿迁移机制，为地源热泵、土壤源热回收等工程提供理论依据。
一、引言随着全球能源需求的增长和环境保护意识的提高，地热能作为一种清洁可再生能源，受到了广泛关注。
土壤作为地热能的重要载体，其高温储热条件下的热湿迁移规律对于地源热泵、土壤源热回收等工程具有重要意义。
本文通过实验和模拟相结合的方法，研究土壤在高温储热条件下的热湿迁移规律，以期为相关工程提供理论支持。
二、实验方法与材料1. 实验材料：实验所用土壤取自当地典型区域，确保土壤类型与实际工程中的土壤相似。
同时，为了更好地模拟土壤中热湿迁移的实际情况，实验还采用了温度传感器、湿度计等设备。
2. 实验方法：实验采用恒温加热装置对土壤进行加热，并设置不同的温度梯度。
在加热过程中，通过传感器实时监测土壤的温度和湿度变化，记录数据并进行分析。
同时，为了验证实验结果的准确性，还进行了数值模拟研究。
三、实验过程与结果分析1. 实验过程：在实验过程中，首先将土壤样品放置在恒温加热装置中，设置不同的温度梯度（如30℃、40℃、50℃等）。
然后，通过传感器实时监测土壤的温度和湿度变化，记录数据。
同时，为了更直观地观察热湿迁移过程，还采用了红外测温仪和显微镜进行观察。
2. 结果分析：根据实验数据，我们可以发现随着温度的升高，土壤中的水分逐渐向表面迁移。
这表明在高温条件下，土壤中的水分受到热力作用而发生迁移。
此外，我们还发现不同类型土壤的热湿迁移特性存在差异，这可能与土壤的成分、结构等因素有关。
四、数值模拟研究为了进一步验证实验结果的准确性，我们采用了数值模拟技术对土壤高温储热条件下的热湿迁移过程进行了模拟。
地源热泵地埋管换热系统热堆积分析
收稿日期:2007-07-09作者简介:胡平放(1963-),男,江西新余人,副教授,研究方向为可再生能源利用及空调节能、地源热泵理论与技术,pingfan ghu21@ 。
基金项目:武汉市科技计划项目(20066002051);武汉市建设科研项目(200624)。
地源热泵地埋管换热系统热堆积分析胡平放1, 朱 娜1, 袁东立2, 江章宁1(1.华中科技大学 环境科学与工程学院,湖北 武汉 430074;2.中国建筑科学研究院,北京 100013)摘 要:针对一高层住宅负荷进行计算分析,应用F luent 软件模拟该住宅小区地源热泵系统整个地下的埋管温度场情况,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,提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; 热堆积中图分类号:T U 833+.3 文献标识码:A 文章编号:1672-7037(2008)01-0024-04 地埋管地源热泵系统近年来在国内得到广泛应用[1～3],其热堆积问题也开始引起人们关注,但具体研究分析很少[4～6]。
本文通过一具体工程实例的模拟,分析热堆积问题对地埋管换热系统的影响,探讨解决方案。
1 工程概况江苏某市一期高层住宅小区建筑面积约5.8万m 2,空调区面积约53770m 2,其中1#楼、2#楼和4#楼为11层,3#楼和5#楼为9层,均带地下车库。
每栋楼的朝向略有不同,大致为东西向。
该住宅小区定位为中高档,夏季室内设计温度为26℃,相对湿度小于60%;冬季室内设计温度为22℃,相对湿度大于40%。
采用单U 型埋管的地源热泵系统,末端装置用天棚辐射加独立的新风系统。
2 负荷分析设计需要计算出整个园区全年围护结构和新风的负荷,选定eQuest 软件计算负荷。
2.1 建模直接导入经过处理的CAD 平面图,为了简化模型,居住区中不同用途的各个区合并为一个区,最后将每层分为空调区(居住区)和非空调区(走廊区)。
土壤源热泵系统“热堆积”问题解决策略综述
土壤源热泵系统 “热堆积”问题解决策略综述 秦永星 1 赵小利 1 杨超凡 2 陈九法 21中铁十二局集团建筑安装工程有限公司2东南大学能源与环境学院摘 要： 介绍了土壤源热泵 “热堆积” 问题的机理， 将解决 “热堆积” 问题的策略总结为三种。
第一种是根据实际工 况采取适当的控制策略， 包括基于温度的控制策略、 运行时间控制策略。
第二种是从地源侧系统的角度优化孔井 参数、 提高回填材料热物性。
第三种是构建复合地源热泵系统， 增加辅助散热系统。
同时分析比较了不同策略的优 劣势、 使用条件， 为工程上土壤源热泵系统的设计提供参考。
关键词： 土壤源热泵热堆积控制策略系统优化综述Review of “Heat Accumulation ”Solving Strategyfor Groundcoupled Heat Pump SystemQIN Yongxing 1 ,ZHAO Xiaoli 1 ,YANG Chaofan 2 ,CHEN Jiufa21Building and Installing Engineer Co.,Ltd.of China Railway 12th Bureau Group2School of Energy and Environment,Southeast UniversityAbstract: After introducing the mechanism of “heat accumulation ”problem of groundcoupled heat pump,this paper summarizes three strategies to solve “heat accumulation ”problem.The first is to adopt appropriate control strategies according to operating conditions,including temperaturebased control strategy and running time control strategy.The second is to optimize borehole parameters and improve the thermal properties of backfill materials from the perspective of ground source side system.The third is to build a compound groundcoupled heat pump system and add an auxiliary heat dissipation system.This paper analyzes and compares the advantages and disadvantages of different strategies,and provides reference for the design of groundcoupled heat pump system in engineering.Keywords:groundcoupled heat pump ， heat accumulation,control strategy,system optimization收稿日期： 202015作者简介： 秦永星 （1983~）， 男， 本科； 山西省太原市西矿街 1301号 （030024）； Email:****************0 引言在我国大力倡导 “节能和环保” 的趋势下， 暖通空 调领域的节能改造成为了节能减排的重点内容。
土壤源热泵热平衡的验证
满足式（ ５ ） 时， 土壤 因地 下水 位 的流 动 、 地下 土壤 缓 慢 的散热 等 因素 ， 都 能形 成 土壤源 冷热 的 自然平 衡 。 由式 （ ５ ） 计 算 全年 动态 负荷 累计值 ， 夏季 排热 累计 负荷 约５ ２ ５ ５ ４ ３ ｋ Ｗｈ ， 冬 季累计 吸热约４ ８ ５ ６ ４ １ ｋ Ｗｈ ， 不平 衡 率 约７ ％， 地源热 泵系统不平衡 率小 于１ ０ ％， 可以正 常运行 。
所示 。
无法继续运行 ， 若要地源热泵正常运行 ， 需利用额外的
辅热 系统 ，太 阳能 蓄热耦 合地 源热 泵 系统如 图 １ 所示 。
表１ 冬季１ 月２ ４日的运行情况示例
ｋ Ｗ
表２ 夏季８ 月８日的运行情 况
ｋ Ｗ
式 中 一 夏季 系统对 土 壤排热 量 ， ｋ Ｗ；
工程全年冷热负荷 的不平衡率来选择 系统的复杂程度 和
负荷来计算地源热泵的容量 ， 夏季使用空调系统时， 系 统 排入 地下 热量 有 限 ， 可 能导致 冬 季取热 量 不够 ， 随 着
运 行 时 间的推移 ， 这种 冬季 取热 不 足现象 积 累 ， 系统将
多榉 ｌ 生， 以一 幢地￣ －层别墅 为例回 ， 在假 设建 筑物 采用 了相 同的 围护结构 ， 通 过软 件对 我 国５ 个典 型气 候 区域 代表 性城 市 的全年 逐 时空调 负荷 进行 计算 ， 结果 如 图３
荷不平衡 ， 经过长时间运行 ， 冷、 热量堆积使局部土壤
温 度整 体变 化 ， 地壳 表面 温度分 布 遭到破 坏 ， 形成 局 部 地 区热 异常 状态 ， 相关 生 物 的生 存环 境 发生 变化 ， 物种 无法 适 应骤 变 的生存 环境 ， 于是 加速 灭亡 ， 破 坏 了正 常 的生 态平 衡 ， 产 生 一系列 的恶性循 环 。 为有 效利 用 能源 ， 减 少 生态破 坏 ， 需合 理设 计 地源 热泵 系统 ， 使冷 热 负荷平 衡 ， 还原 土壤 原始 温度 及其 热 物性 ， 然 而土壤 热 平衡 的影 响 因素复 杂多样 ， 土壤热 物 性、 埋 管 的布置 、 系 统运 行时 间 比等都会 影 响土 壤源 温 度 环 境 ，而影 响土 壤源 冷热 负荷 平衡 的根 本原 因在 于 用 户需 求 冷热 负荷 的不平 衡 。
土壤源热泵系统长期运行特性试验分析
土壤源热泵系统长期运行特性试验分析高原原;高留花;赵军【摘要】对一个已运行了8年的3 715 m2热泵系统,进行了系统运行特性的长期测试试验.结果表明,在冷热负荷不同,不考虑土壤总的吸排热量的不平衡的情况下,会导致土壤源热泵运行不稳定.针对热负荷小于冷负荷的情况,增加冷却塔来平衡地下热堆积,并对之后土壤温度的恢复情况进行试验观察,使该土壤源热泵能够更长期稳定运行,并保持一定的节能水平.试验结果对当前土壤源热泵系统的优化设计、系统监测、标准制定具有一定的指导意义.%A long-term test to the heat pump system has been conducted for its operating characteristics, which has been running 8 years. The results show that the difference in the cooling and heating load, regardless of the soil total heat imbalance will lead to unstable GSHP operation. For the heat load is less than the cooling load, it can balance underground heat accumulation by increasing the cooling tower. Later we observe soil temperature recovery so that the ground source heat pump can be more long-term stable operation, and maintain a certain energy level. The results on the current GSHPS' optimization design and of setting standards have a certain significance and guidance.【期刊名称】《华北电力大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(039)001【总页数】4页(P105-108)【关键词】土壤源热泵;长期运行特性;动态监测;试验分析【作者】高原原;高留花;赵军【作者单位】天津大学机械学院,天津300072;天津大学机械学院,天津300072;天津大学机械学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TK5290 引言浅层地热能资源开发利用有多种方式，其中土壤源热泵是最主要的方式之一。
某别墅土壤源热泵系统冬季运行性能检测与节能分析
ｗｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｕｐ ｔ ｏ ３ ．１ ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ｅ ｎｅ ｒ ｇ ｙ — ｓ ａ ｖ ｉ ｎｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｉ ｓ ｕｐ ｔ ｏ ２ ２ ． ３ ． ＫＥＹ Ｗ ＯＲＤＳ ｇｒ ｏ ｕｎ ｄ — ｓ ｏｕ ｒ ｃ ｅ ｈｅ ａ ｔ ｐｕ ｍ ｐ； ｅ ｎｅ ｒ ｇｙ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｒ ｅ ｎ ｅ ｗａ ｂ ｌ ｅ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇｙ
宅， 建筑 节 能 示 范 工 程 为 低 密 度 住 宅 部 分 （ 见 图
１ ） ， 示范 面 积 ８ ９ ９ ５ ５ ｍ 。低 密度 住 宅 （ 别墅 群 ） 采 用 高效 的 围护 结 构 和 节 能 技 术 ， 利 用 土 壤 源 热 泵 系统 （ 见图 ２ ） 对住 宅进 行供冷 ／ 供热 。 １ ． ２ 系统负 荷计算 在 该 示 范 项 目的 可 行 性 研 究 报告 中 ， 利 用 建
地源 热 泵技 术 作 为可 再 生 能 源利 用技 术 ， 在 我 国发 展 日益 迅 速 ， 并 得 到 了 国家 的 大 力 支 持 。 ２ ０ ０ ６年 ， 国家 财 政部 与 住房 和 城 乡建 设部 启 动可 再 生能 源 建筑 应 用 示 范 项 目， 《 可 再 生 能 源 建 筑 应用 专 项 资金 管 理 暂 行 办 法 》 规定， 示 范 项 目完 成后 ， 城市 的建设 行 政 主管 部 门会 同 财政 部 门 委 托 国家可 再 生 能 源 建 筑 应 用 检 测 机 构 对 示 范 工 程 项 目进 行 检 测 。合 肥 市 ， 土 壤 源 热 泵 等 可再 生 能 源
土壤源热泵系统热工性能测试与分析
四、系统存在问题分析 １水泵工作点“右偏”现象 测试过程中发现，存在着水泵工作点 不同程度的“右偏”现象，其最终结果则 是高扬程的水泵在低阻力的系统工况下工 作，多余的能量均消耗在阀门等部件上， 使得耗电量增加，效率降低。由此产生的 浪费在蓄能系统建成、配套水泵投入运行 时就已存在，并且还是年复一年地重复发 生。难以察觉，此种现象非常普遍。出现 水泵工作点“右偏”的现象应该是工程中 必须首要克服的弊病。 ２机组实际运行效率较高．热源系统 的能效较低 工程中测试周期内各个时刻机组实际 运行效率较高，这是由热泵机组的运行原 理决定的。但热泵机组的制热量小于其额 定制热量，计算得到，整个测试周期内。 实际制热量最大才达到其额定制热量的 ６７％。平均在６５％左右，因此。整个热 泵机组一直是处在效率较低的工况下运行 的。其主要原因是末端循环水泵和水源侧 循环水泵耗功率较高，直接导致整个系统 耗功率较高而致。因此。需优化整个热源 系统。尤其应从设计、运行方面提高泵的 综合性能。 五、解决对策及建议 通过对典型的土壤源热泵系统的调研 与测试分析，可以发现，土壤源热泵整体 效果还是比较好的，但是也存在着一些问 题。因此，针对以上问题给出如下一些节 能建议： １优化运行策略 根据历年热泵机组运行的记录，对建
简析土壤源热泵系统热平衡问题
简析土壤源热泵系统热平衡问题1前言土壤源热泵利用地下土壤作为吸热与排热的场所，夏季将室内余热取出排至地下储存以备冬用，冬季从地下取热供给房间后储存冷量以备夏用。
因此，更确切地说，土壤源热泵是一种以地下土壤作为蓄能体的地下蓄能及再利用系统，而并非单纯的地热能利用技术，这是目前业内普遍存在的对土壤源热泵认识上的一个误区。
要保持土壤源热泵系统长期高效运行，就必须保证全年内冬夏季土壤取放热量的平衡，从而可实现土壤能量在以年为周期时的自我恢复。
2土壤源热泵系统土壤热平衡问题原因分析2.1冷热负荷不平衡我国幅员辽阔，各地区气候差异较大，很多地区建筑物全年冷、热负荷差异很大，导致土壤源热泵系统冬季从土壤中提取的热量和夏季释放到土壤中的热量难以平衡，因此，土壤源热泵在应用时若不采取措施，而是直接根据需求量取热和放热用以满足冬夏负荷需求，必然会导致土壤温度偏离其原始温度，即土壤热不平衡现象，导致系统性能下降。
在北方地区，冬季热负荷大于夏季冷负荷，热泵从土壤中提取的热量大于夏季向土壤中释放的热量，导致土壤温度降低，机组蒸发温度降低，系统耗功量增加，供热量减少，热泵的循环性能系数COP降低；在南方地区，夏季冷负荷大于冬季热负荷，热泵向土壤中释放的热量大于冬季从土壤中提取的热量，导致土壤温度升高，机组冷凝温度升高，系统耗功量增加，制冷量减少，热泵的能效比EER降低。
因此，土壤源热泵适用于冬夏冷热负荷相差不大的地区，根据实测和理论计算，一般情况下，建议冬夏向土壤的吸排热量相差不大于20%为好。
2.2设计不合理国外在应用土壤源热泵时，多是在单体别墅的设计中，地埋管敷设面积不大，对于这种少量埋管来说，合理的管间距完全可以满足依靠土壤自身的热扩散使得多余的冷热量得以平衡，但对于我国目前土壤源热泵大多应用在较大面积公共建筑中，地埋管密集布置，大面积管群长期运行，管群中心处的热量难以传递出去，各埋管间必然产生热干扰，使得一个运行周期中从土壤中提取和释放热量的不平衡，在运行间歇期间土壤温度无法恢复原始值，土壤温度逐年持续上升或下降，系统运行效率降低。
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。
夏季工况空气-土壤源热泵系统能效分析
式中
ｌ Ｅ Ｅ Ｒ —— 热泵机 组 能效 比
Ｐ ——热泵机组用 电设备的实测电功率之
和， Ｗ
４ 实测结果与分析
地埋 管 内传 热介 质 的质 量 流量 设 定 为 ２ ． ３ ５ ｔ ／ ｈ ， 冷水 质量 流量设 定 为 ３ ． ０ １ ｔ ／ ｈ 。选 取室 外 温度 比
第３ ４卷
第１ 期
煤 气 与 热 力
ＧＡＳ ＆ ＨＥＡＴ
Ｖｏ １ ． ３ ４ Ｎｏ ． １
பைடு நூலகம்
２ Ｏ ｌ ４年 １月
Ｊ ａ ｎ ．２ ０ １ ４
夏季 工况空气 一土壤 源热泵 系统 能效分析
潘 丰， 张志刚 ， 魏旭春
（ 天津城 建大学 能源与安 全工程 学院 ，天津 ３ ０ ０ ３ ８ ４ ）
１ ： 单纯空气源热泵 运行 模式 （ 风 冷冷凝 器单独 运 行） ； 模式 ２ ： 单纯 土壤 源热泵 运行 模式 （ 水 冷 冷凝 器
单独 运行 ） ； 模式 ３ ： 空 气 一土壤 源热泵 运行 模 式 （ 风 冷 一水冷 冷凝 器联 合运 行 ） 。
季工况下 ， 当室外空气相对湿度较高时 ， 室外机翅片
较接 近 时段 （ 变化 范 围为 ２ ５～３ ６℃ ） 的测 试数 据 进
埋 管采 用双 ｕ形埋 管 ， 材质 为 Ｐ Ｅ， 外直 径为 ３ ２ ｍ ｍ， 内直径 为 ２ ６ ｍｍ。地 埋 管 内传 热介 质 （ 水） 的最 大 建 议流 速 为 ０ ． ９ １ ｍ ／ ｓ ， 最 小建议 流速 为 ０ ． １ ２ ｍ ／
① 模式 １
ｋ Ｗ。配 置双 涡 旋 式 压缩 机 ， 制冷剂为 Ｒ ２ ２ ， 单 台压
缩机额定电功率为 ３ ． ４ ６ ｋ Ｗ。风冷冷凝器风机的额 定 电功率为 ０ ． ３ ６ ｋ Ｗ， 传热介质循环泵额定 电功率 为 １ ． ４ ４ ｋ ｗ。空调末 端装 置为 两 台风机 盘管 。
地源热泵供暖方案
地源热泵供暖方案随着人们对环保和能源效率的重视，地源热泵作为一种高效、节能、环保的供暖方式，越来越受到青睐。
地源热泵系统利用地下浅层地热资源，实现对建筑物的供暖和制冷，具有运行稳定、舒适、节能等诸多优点。
下面为您详细介绍地源热泵供暖方案。
一、地源热泵系统原理地源热泵系统通过深埋于地下的换热器，从土壤、地下水或地表水中吸收热能。
在冬季，热泵机组将地下的热能提取出来，经过压缩升温后，为室内提供温暖的空气。
在夏季，则将室内的热量转移到地下，实现制冷效果。
其工作原理类似于普通的空调，但地源热泵利用的是地下相对稳定的温度，使得其能效比更高，运行成本更低。
二、地源热泵系统类型1、地下水地源热泵系统通过抽取地下水，经过热泵机组换热后再回灌到地下。
这种系统需要有充足的地下水资源，并且要确保回灌的水质和水量不影响地下水资源的平衡。
2、土壤源地源热泵系统将地埋管换热器埋设在地下土壤中，通过管内的循环介质与土壤进行热交换。
这种系统对地下水资源没有要求，但地埋管的施工成本相对较高。
3、地表水地源热泵系统利用江河湖海等地表水的热能，通过换热器进行热量交换。
需要注意的是，地表水的水质和水温会对系统的运行产生一定影响。
三、地源热泵系统设计要点1、负荷计算准确计算建筑物的供暖和制冷负荷是系统设计的基础。
需要考虑建筑物的面积、朝向、保温性能、人员数量等多种因素。
2、地埋管布置对于土壤源地源热泵系统，地埋管的布置方式和深度直接影响系统的性能。
通常采用垂直埋管或水平埋管的方式，根据地质条件和场地面积进行合理选择。
3、热泵机组选型根据负荷计算结果，选择合适容量和性能的热泵机组。
机组的能效比是一个重要的指标，应选择能效比较高的产品。
4、控制系统设计一个完善的控制系统可以实现系统的自动化运行，根据室内外温度和负荷变化，自动调节热泵机组和循环水泵的运行状态，以达到节能的目的。
四、地源热泵系统施工流程1、地质勘察了解施工场地的地质条件，包括土壤类型、含水率、导热系数等，为地埋管的设计和施工提供依据。
采用热回收方式解决土壤热平衡问题的工程实例及分析
采用热回收方式解决土壤热平衡问题的工程实例及分析武汉科技大学姚远符永正摘要：结合工程实例对地埋管地源热泵技术应用中的土壤热平衡问题进行了分析，并介绍了目前常用的几种解决该问题的技术措施，针对采用热回收生产卫生热水作为部分辅助冷源的方式，进行了工程实例的计算和分析。
关键词：地埋管地源热泵土壤热平衡多余热量回收利用1 序言地埋管地源热泵系统如今在国内已得到较多的应用，在应用中也遇到了一些问题，其中土壤热平衡问题尤为突出。
当地埋管地源热泵系统冬夏兼用时，在北方地区建筑热负荷大于冷负荷，所以系统冬天从土壤中提取的热量比夏季向土壤中排放的热量大，而南方地区则相反，于是就会造成土壤得失热量的不平衡。
长期如此，地下土壤平均温度会下降或上升,尤其是在地埋管管群集中的中心区域,系统与土壤的换热能力将不断下降，导致系统能效的下降。
本文在介绍常用的热平衡措施的基础上，主要对采用热回收的方式，针对一个工程实例进行计算和分析。
2 解决地源热泵系统热平衡问题的方法土壤热平衡问题是地埋管地源热泵系统设计与应用中需要解决的首要问题，如今已经有不少方法应用在实际工程中，并取得了不错的效果，比如在系统中加入辅助冷热源、间歇式控制等措施。
其中使用较为广泛的措施就是采取混合式地源热泵系统。
混合式地源热泵即地埋管换热系统与辅助散热设备或辅助热源混合使用的热泵系统，分为室内换热系统和室外换热系统两大部分[1]。
2.1 冷却塔-地埋管地源热泵在南方地区，建筑负荷特点一般是夏季冷负荷大于冬季热负荷，所以土壤热平衡问题是体现在土壤热量的堆积上。
在此种负荷特点下，设计中地埋管的热容量是以建筑物的热负荷作为设计基础，夏季供冷时采用辅助散热设备散去室内多余热量。
冷却塔是混合式地源热泵系统最常用的散热设备，在大部分工程设计中，通常是根据建筑全年累计总负荷计算热量得失，由系统对土壤取热量与散热量之差计算冷却塔循环水量从而选取冷却塔型号，在控制冷却塔时则固定时间启停。
地源热泵系统运行参数及土壤温度变化特性分析
地源热泵系统运行参数及土壤温度变化特性分析张占辉;王恩宇;耿磊;陈宇朴;齐承英【摘要】以天津某办公楼地源热泵系统为研究对象,通过采集土壤温度、地源侧取热量、负荷侧供热量、机组耗电量、水泵耗电量等实测的数据,初步分析了热泵设定温度(ST),水泵频率(PF)等因素对于土壤温度、机组性能系数(COP)及系统性能系数的影响.结果表明,在满足室内热负荷的前提下,当热泵设定温度从42℃降低至40℃范围内,每降低l℃,可以减小地下取热量7.80％,系统性能系数提升3.66％;当水泵频率从40 Hz降低至30 Hz范围内,每降低5Hz,可以减小地下取热量7.72％,系统性能系数提升2.64％.对于热负荷占优的公共建筑,可以通过调节地源热泵机组的设定温度或循环水泵频率,来促使土壤温度向着有利于机组高效运行的方向改变,并保证系统的长期可靠运行.【期刊名称】《河北工业大学学报》【年(卷),期】2016(045)004【总页数】7页(P68-74)【关键词】地源热泵;土壤温度;热泵设定温度;水泵频率;性能系数【作者】张占辉;王恩宇;耿磊;陈宇朴;齐承英【作者单位】河北工业大学能源与环境工程学院,天津300401;河北工业大学能源与环境工程学院,天津300401;河北工业大学能源与环境工程学院,天津300401;河北工业大学能源与环境工程学院,天津300401;河北工业大学能源与环境工程学院,天津300401【正文语种】中文【中图分类】TK51;TK52地源热泵作为一项高效节能、绿色环保型的空调技术，在国内得到了广泛的应用．地下土壤作为取热和排热的场所，其温度场直接影响机组的能耗和系统性能指标，因此地源热泵在实际运行中，地下土壤温度场一直是国内外学者关注的焦点[1-4]．地源热泵系统一旦建成，其地埋管形式、地下热湿迁移、土壤的导热系数等对土壤温度场的影响就不能改变．对土壤温度有重要影响的因素主要取决于全年累积冷热负荷[5-6]，土壤温度场的平衡在一定程度上取决于地下排热量和取热量的相对平衡[7]．为了缓解土壤的热失衡问题，对冷负荷占优的建筑常采用热回收、辅助冷却塔等技术将多余的冷凝热合理利用或者直接排入大气[8-9]；而对于热负荷占优的建筑采用太阳能作为辅助热源，既可以弥补地源热泵地下取排热不平衡问题，又可以加大可再生能源在建筑中的利用[10-11]．在地源热泵系统实际运行管理中，采用可控间歇运行方式，有利于埋管周围土壤温度快速恢复，有效提高浅层地热能利用率[12-15]．但是如何控制系统的间歇运行及运行参数设定与调节问题，鲜有文献给出实验研究结果．本文将对热负荷占优的公共建筑，在地源热泵实际运行中通过调节设定温度和水泵频率来合理的减少地下取热量，实时控制土壤温度的变化，以期获得比较高的系统性能．为保证地源热泵系统高效及长期稳定运行提供指导．本项目为河北工业大学北辰校区节能楼，建筑面积为4 953.4m2，建筑高度22m，地上4层，朝向为南北向且偏东21°．该空调系统为太阳能—地源热泵系统，在设计时将第4层的热负荷由太阳能辅助地源热泵系统（SAGSHPS）来承担，1～3层热负荷由地源热泵机组（GSHPS）来承担；而夏季冷负荷全部由地源热泵机组来承担[10]．地源热泵系统由一台螺杆式地源热泵机组、地源侧和负荷侧循环水泵、地埋管换热器以及定压装置和水处理装置组成[16]．为更加全面地掌握地源热泵系统的运行性能，在地源热泵地源侧和负荷侧各装一块CRL-G型超声热量表．热量表数据通过无线远程传输到空调系统数据采集中心服务器上，数据采集时间间隔为10 m in，数据采集包括：累计热量、累计流量、供/回水温度和瞬时流量．地源侧和末端侧循环水泵均为变频泵，可实现25～50Hz变频．机组耗电量和水泵耗电量由多功能电力仪表测得，电量表数据通过Siemens数据采集模块采集并自动保存到数据采集室的PC机上．地埋管换热器由66口120 m深的换热孔组成．根据地质勘查结果，本项目的地埋管热交换器周围的岩土以粉质粘土、粉土和部分细砂为主．热响应测试结果得出，其导热系数为1.46W/m℃，120m范围内土壤的初始平均温度为14.1℃[10]．为监测地源热泵系统土壤温度的变化，在地埋管换热器管壁上绑定热电阻传感器，其位置如图1中黑色圆点所示．热电阻传感器型号为Pt1000，测温精度为0.1℃．由于在土壤中热量的传递是持续而缓慢的，为了获得土壤温度的真实变化规律，减少换热过程对温度的影响，此外还布置了2个测温孔，如图1中M 1#、M 2#所示[7]．由于钻孔的困难，测温孔相邻管群间距拉大到6m．为了研究热泵设定温度（ST）对土壤温度以及系统性能系数的影响．试验测试时尽量选取了室外环境相近、水泵频率、供热前土壤温度一定的情况下，具体参数设置如表1，其中室外温度指运行时间段内的平均温度，辐照量是指全天的总辐照量．2.1 性能变化从图2可以看出，随着热泵设定温度的升高，室内供热量、地下取热量均随之增多．这是由于在末端侧水泵频率不变的情况下，热泵设定温度升高，冷凝器出口水温升高，导致末端风机盘管的进水温度升高，风机盘管的换热水管与室内换热空气的温差t增大．由于室内的供热量Q与温差t成正比，即式中：为对流换热系数，W/m2℃；F为末端风机盘管换热面积，m2．所以，室内供热量随着热泵设定温度的升高而增加．另一方面，对于地源热泵而言，负荷侧热量（供热量）的增大，主要依赖于地源侧热量（取热量）的增大，因此，地下取热量也会随之热泵设定温度的升高而增大．试验测试结果表明，热泵设定温度为40℃、41℃和42℃时，对应的取热量分别为1 300 kW h、1 430 kW h和1 510 kW h．热泵设定温度每降低1℃，可以减小向地下取热7.80%．由图2也可以看出，随着热泵设定温度的升高，系统总的能耗增大．在地源泵、末端泵频率（30Hz）均不变的情况下，起决定性作用的是机组的耗电量，机组的耗电量随着热泵设定温度的升高而增大．这是由于热泵设定温度升高，冷媒的冷凝温度升高，由逆卡诺循环可知，压缩机的耗电量增大．机组耗电占系统总耗电的百分比会随着热泵设定温度的不同而不同．当不考虑末端风机盘管的耗电时，系统总耗电等于地源泵耗电、末端泵耗电和机组耗电3项之和．试验测试结果分析得出，在3种设定温度下机组耗电占系统总耗电的百分比分别为 91.95%、92.74%、93.12%．可见，机组耗电所占的比重是很大的，机组耗电对系统耗电的影响至关重要．试验测试结果表明，热泵设定温度为40℃、41℃和42℃时，系统总耗电分别为471.5 kW h、547.7 kW h和603.5 kW h．热泵设定温度从42℃变为40℃的过程中，每降低1℃，可以降低13.17%的耗电量．由图3可知，在相同的热泵设定温度下，由于持续向地下取热，换热区域土壤温度逐渐下降，导致机组（或系统）COP降低；总的看来，随着热泵设定温度的升高，机组（或系统）COP减小，对应设定温度为40℃、41℃和42℃，机组COP 分别为3.85、3.68和3.55；系统COP分别为3.54、3.41 和3.30．由此可见，随着设定温度的提高，机组耗电量的增加幅度要比供热量增加的幅度要大．试验工况下，热泵设定温度每降低1℃，机组性能系数提升4.48%，系统性能系数提升3.66%．2.2 土壤温度场分析换热孔管壁处的温度传感器所测的温度波动大，在实际运行中换热区域（地埋管换热器管壁周围）的温度变化与GSHPS的运行工况有直接的联系，土壤温度随着流体的换热而迅速降低，换热结束后又迅速升高，主要反映短期的土壤温度变化．由于土壤中热量的传递是持续而缓慢的，测温孔的土壤温度没有大的波动，与孔间距和热导率等因素有关，主要反映了中长期土壤温度的变化情况．从图4可以看出，3种设定温度工况下，供热前换热区域土壤温度几乎相同，土壤温度变化趋势相同，但设定温度越高，GSHPS换热区域温度在每1天的变化幅度越大．在热泵设定温度40℃时，取热结束时土壤温度下降1.59℃．在热泵设定温度41℃时，换热区域土壤温度下降1.65℃，比前1天幅度增加0.06℃；在热泵设定温度42℃时，换热区域土壤温度下降1.68℃，比前1天幅度增加0.03℃．该结果与前面所述随设定温度增大土壤取热量增加的结果一致．从房间温度来看，当设定温度为40℃时，空调房间温度能维持在20℃左右，设定温度超过40℃时，房间温度可达到更高．因此在能满足室内热负荷的前提下，在地源热泵实际运行时，管理者合理的降低热泵设定温度，可以减少向地下的取热量，减缓土壤温度的下降幅度，并能提高机组和系统的运行能效．在进行水泵频率（PF）对土壤温度以及系统性能系数的影响研究时，尽量选取了室外环境相近、机组启停比、热泵设定温度、供热前土壤温度一定的情况，具体参数设置如表2．3.1 性能变化由图5可知，随着水泵频率的升高，向室内供热量、地下取热量均随之增多．水泵流量与频率成正比关系，所以，水泵频率越高，流量越大．在热泵设定温度（40℃）不变的情况下，末端循环流量增大，末端风机盘管与室内空气的传热系数K增大．室内的换热量Q与传热系数K成正比，即式中：F为末端风机盘管换热面积，m2；tm为风机盘管内热水与室内空气换热的平均温差，℃．所以，室内换热量随着末端泵频率的增大而增加．同样地，蒸发器侧向地下取热量也随着地源泵频率的增大而增加．水泵频率分别为40 Hz、35 Hz 和30Hz时，取热量分别为1 450 kW h、1 320 kW h和1 250 kW h．水泵频率每降低5Hz，可以减小向地下取热7.72%．由图5可知，随着水泵频率的升高，系统总的能耗增大．由水泵的相似定律可知，水泵流量与耗电功率成三次方关系，所以随着水泵频率的升高，耗电功率急剧升高．水泵的耗电量占比分别为8.56%、13.12%、19.42%，水泵的耗电量随着水泵的频率升高而所占的比重明显增大．系统总的能耗分别为522.7 kW h、559.6 kW h、627.2 kW h．水泵频率每降低5Hz，可以降低9.58%的耗电量．由图6可以看出，在相同的水泵频率下，由于持续向地下取热，换热区域土壤温度逐渐下降，导致机组（或系统）COP降低；总的看来，随着水泵频率的升高，机组COP增大，而系统COP减小．这是由于在热泵设定温度不变的情况下，机组的耗电量相对变化不大，末端供热量随着水泵频率的升高而增大，所以导致机组COP增大；但是水泵的耗电量随着水泵频率的升高而急剧增大，导致系统COP减小．当水泵频率为40Hz、35Hz和30Hz时，机组COP分别为3.64、3.55和3.49，系统 COP分别为3.04、3.13和3.21．水泵频率每降低5 Hz，机组COP降低2.12%，但是系统COP提升2.64%．3.2 土壤温度场分析水泵频率试验的典型土壤温度变化与热泵设定温度试验的结果相类似，其结果如图7所示．3个试验工况下，开始试验时的换热区域土壤温度基本相同，约为13.55℃．这是由于地源热泵系统的运行不是连续的，当天21:30至转天7:30期间，热泵机组不运行，由于土壤具有的温度恢复能力，当前1天的取热量比地温恢复能力小时，土壤温度可以恢复到原来的水平上[17]．换热区域土壤温度在1 d内的变化幅度随着水泵频率设定值的增大而增大．GSHPS水泵频率为30Hz时，经过取热后土壤温度下降1.53℃；当GSHPS水泵频率升高到35Hz时，地源侧流量增大，地下取热量增大，经过取热后土壤温度下降1.58℃；比前1天幅度增大0.05℃；当GSHPS水泵频率升高到40Hz时，土壤温度下降更加严重，最终换热区域温度下降1.67℃，比前1天幅度扩大0.09℃．可见水泵频率越大，土壤温度下降幅度越大．从图7同时看出，在水泵频率为30Hz时，室内温度可以达到20℃左右，随着水泵频率设定值的增大，室内温度可达到更高水平．所以在满足室内负荷的情况下，在地源热泵实际运行时，管理者合理的降低水泵频率，可以减少向地下的取热量，减缓土壤温度的下降幅度，并能提高系统运行性能系数．从试验测试结果来看，水泵频率从40 Hz变为30 Hz的工况下，每降低5 Hz，可以减小向地下取热7.72%，降低9.58%的耗电量，系统性能系数提升2.64%．通过进行设定温度和水泵频率试验测试，获得了热泵设定温度及水泵频率对土壤温度场及机组（或系统）COP的影响关系，得出结论如下：1）在满足室内热负荷的前提下，合理降低热泵的设定温度，有助于土壤温度的下降幅度减缓，系统性能系数升高．对本文所研究的系统来说，当热泵设定温度从42℃降低至40℃范围内，每降低1℃可以减小从地下取热7.80%，降低13.17%的耗电量，机组性能系数提升4.48%，系统性能系数提升3.66%．2）随着水泵频率的升高，土壤温度下降幅度增大．在满足室内热负荷的情况下，应该尽量降低水泵频率，减缓土壤温度的下降幅度；水泵频率降低会使机组性能系数降低，但是系统性能系数会升高，因此应在兼顾土壤温度和机组性能系数的条件下，选择合适的水泵频率．对本文所研究的系统来说，水泵频率从40 Hz变为30 Hz的工况下，每降低5 Hz，可以减小地下取热7.72%，降低9.58%的耗电量，系统性能系数提升2.64%．3）本文所述的地源热泵系统，在试验环境条件下，设定热泵设定温度为40℃，末端和地源侧水泵频率为30Hz时，可以达到室内温度要求，系统运行性能系数可达到3.2以上．【相关文献】[1]K jellsson E，Hellström G，PerersB．Optimizationofsystemsw ith thecombinationofground-sourceheatpump and solarcollectorsin dwellings[J]．Energy，2010，35（6）：2667-2673．[2]LiX，Chen Z，Zhao J．Simulation and experimenton the thermalperformanceof U-verticalground coupled heatexchanger[J]．Applied Thermal Engineering，2006，26（S14-15）：1564-1571．[3]Stevens JW．Coupled conductionand interm ittentconvectiveheattransfer from aburied pipe[J]．HeatTransferEngineering，2002，23（4）：342-343．[4]李钰楠，杜震宇，姜振涛．寒冷地区埋管式地源热泵系统热平衡分析 [J]．可再生能源，2015，33（11）：1679-1684．[5]于玮，樊玉杰，方肇洪．负荷特性对地埋管换热器性能的影响[J]．暖通空调，2008，38（8）：73-77．[6]王勇，付祥钊．影响地源热泵系统性能的负荷特性与特征参数[J]．暖通空调，2008，38（5）：48-51．[7]陆游，王恩宇，杨久顺，等．地源热泵系统土壤温度变化的影响因素分析 [J]．河北工业大学学报，2015，44（1）：66-72．[8]杨燕，翟晓强，余鑫，等．地源热泵空调系统热平衡及土壤温度分布实验研究 [J]．工程热物理学报，2011，32（11）：1819-1822．[9]李恺渊，王景刚．冷却塔辅助冷却地源热泵技术经济分析 [J]．建筑节能，2017，35（191）：58-61．[10]Wang E，Fung A S，QiC，etal．Performancepredictionofahybrid solarground-sourceheatpump system[J]．Energy and Building，2012，47：600-611．[11]Ozgener O，HepbasliA．A review on theenergy and exergy analysisof solar assisted 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地源热泵系统的热回收分析
根据以上计算结果及( 9) 、( 11) 式计算后可知: 夏 季工况下地埋管长度为 10 881 m ; 冬季工况下地埋 管长度为 7 412 m。因此, 该工程的地埋管设计长度 为 10 881 m。
3 结束语
根据本文对热回收系统的介绍与分析以及对工
该系统采用双冷凝器, 冷凝器 1 吸收冷凝热生产 生活用水, 冷凝器 2 在制冷工况下向地下释放热量, 在采暖工况下供热给用户采暖。 1 2 放、取热量计算
夏季工况下, 该系统处理空调冷负荷向土壤放 热, 生产生活热水吸收热量, 夏季的放热量也就是全
收稿日期: 2010 11 20; 修改日期: 2010 12 08 作者简介: 张娟娟( 1986- ) , 女, 安徽合肥人, 合肥工业大学硕士生;
沈致和( 1963- ) , 男, 安徽合肥人, 博士, 合肥工业大学教授.
80 工程与建设 2011 年第 25 卷第 1 期
张娟娟, 等: 地源热泵系统的热回收分析
建筑节能 JIANZH UJIE NE N
年的放热量。根据文献[ 4] 可以得到如下能量关系: 当冷凝热回收满足生活热水负荷时
Q f = Q f '- Qr1
( 上接第 18 页)
4 桥梁分期适时改造的可行性分析
耿楼枢纽于 2007 年开 工建设, 2009 年 5 月 20 日下闸蓄水, 6 月 1 日开闸通航, 由于耿楼闸的蓄水, 耿楼闸上水位抬高, 正常蓄水位达 33. 50 m ( 沙颍河 近期治理工程总体初步设计报告 及图 3 2009~ 2010 年界首水位过程线) 。从界首 2009 年 6 月~ 2010 年 3 月水位过程线可看出, 中低水位抬高约 3 m 以上, 界首市裕民 桥、界首 ( 老 S204) 沙 颍河 桥碍 航天 数 183 d/ a, 太和县颍河一桥多年平均碍航天数 343 d/ a、太和 县 颍 河 二 桥 多 年 平 均 碍 航 天 数 虽 然 只 有 2. 8 d/ a, 但高水位时通航净宽仅 22 m, 影响安全, 因 此 4 座桥急需要改建; 临界郸公路桥、阜阳市颍河北 大桥、颍河南大桥、京九铁路颍河大桥, 阜周高速公路 颍河大桥 5 座桥达不到 级航道标准, 但可滿足 V 级航道标 准, 桥 梁多 年平 均碍 航天 数 分别 为 0. 5、 0. 6、2. 5、2. 4、0. 6 d/ a, 影响时间短, 为了合理使用航 道建设资金, 根据货运量预测结果, 船舶数量增长及
土壤源热泵系统的应用与经济性分析
The Application of Ground Source Heat Pump System and Its Economic Analysis 作者： 张晓明 吴建坤
作者机构： 沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳110168
出版物刊名： 沈阳建筑大学学报：社会科学版
页码： 35-39页
年卷期： 2011年 第1期
主题词： 土壤源热泵 垂直埋管 工程实例 经济分析
摘要：介绍了土壤源热泵的工作原理,根据工程周围的环境,地质条件,对抚顺市某垂直埋管式地源热泵系统工程的实例进行了分析。
并将垂直埋管式地源热泵空调系统与燃油锅炉＋冷水机组空调系统进行了经济分析比较。
结果表明,土壤源热泵系统初投资高出燃油锅炉＋冷水机组空调系统约4倍,而土壤源热泵系统要比燃油锅炉＋冷水机组空调系统节省约63%的全年运行费用,其中夏季节省约21.5%的运行费用,冬季节省运行费用较大约为67.9%。
土壤源热泵系统初投资回收期短,经济可行性好。
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四季 的生 活热 水供 应 问题 。根据 逐时 负荷 确定 地埋 管
土壤 源热 泵机 组 的容量 ，地 源热泵 机 组额 定制 冷 量为 ２ ０ ｋ ； 源热 泵 机组 额定 制 热 量为 １ ５ ｋ ， 外地 ５０ Ｗ 地 ７ ０Ｗ 室
但 土壤 源热 泵 系统热 平衡 问题 仍值 得重 视 。下 面 以工
ｌｎｇｇ ｐ ｏ ｌ ｆｅｄ ｒ ｓｏ ａｉ ｎ；Ｗ ｉ ｅ ｅ ａ ｓ ｆ ａ ｅ ｏ ｅｙ ｓ ｓｅ ，ｒ ｎ ｎ ｔ ｒｕ ｄ ｒ ｒ ｕ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ｓ ｏ ａ ｆｔ ｗｅ ｌ ｌ ｅ ｔｒ ｔｏ ｈｅ ｉ ｎｔｒｂ ｃ ｕ ｅｏ ｔ ｃ ｖ ｒ ｙ ｔ ｍ ｕｎ ｉ ｇｗａｅ ｎ ｅ ｇｏ ｎｄｈｅ ｔ ｃ ａ ｇ ｒｉ ｈｅ ｒ ｅ
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Ｋｅ ｒ ： ｇ ｏ ｄｓ ｕ ｃ ｅ ｔ ｍｐ； ｈｅ ｔ ｅ ｏ ｅ ｙ ｒ ｎ； ｐ ｒｏ ｍａ ｅａ ｌ ｓｓ ｙ ｗｏ ｄｓ ｒ ｕｎ ｏ ｒ ｅｈ ａ ｐｕ ａ ｃ ｖ ｒ ； ｕ ｒ ｅ ｆ ｒ ｎｃ ｎａｙ ｉ
０ 引言
随着 我 国经济 的发 展 ， 能源 的需求 量越 来越 多 ， 但 基本 上都 是不 可再 生 能源 。节 能减排 已成 为我 国经济 发 展 的一项 重要 任务 。对 于建 筑能 耗第 一大 户 的空调
而 言 ，节能 减排 意味 深远 。如 今节 能型 空调 被广 泛 采 用 ， 如土 壤源 热泵 ， 例 在实 际应 用 当 中 ， 节能效 果 明显 。
１ 工 程 概 况
该 工 程 位 于 苏 州 大 学 阳 澄 湖 校 区 中央 ２ ０ ｍ ５Ｏ ０ （ 建筑 面积 ） 图书馆 。 项 目应用 土壤 源热 泵 系统 ， 的 此 统 筹考 虑 图书馆 中央 空调制 冷 、供 暖和 近万 名学 生一 年
士壤源热泵系统热 回收运 行性 能分析
李 明豹 ， 龚伟 申， 桂秋静
（ 州大 学 阳澄 湖 校 区 ， 苏 苏 州 ２ ５ ３ ） 苏 江 １ １ １
摘 要 ：通 过 土壤 源热泵 系统 的运行 性 能分析 ， 为采 用 系统 热 回收的 方案 ， 季 既能 减 少向地 下排 认 夏
放热 ， 又能提 高冷水机组的工作效能； 、 季节地下换热器的换 区运行 ， 春 秋 能平衡各井 区被吸收的热量 ， 还 能使 各 井 区得 到 较 长 间 隙的 恢复 ； 季 因 系统 热 回收运 行 ， 下 换 热器 出水 大于 １￣ ， 空调机 组 与 冬 地 ６（ 使 ２
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热 水机组 的 工作效 率 高且稳 定 。
关键 词 ：土壤 源热 泵 ； 热 回收 ； 运行 ； 性 能分 析
ＤｏＩ １ ．９ ９ＪＩ Ｓ ２ ９ —３ ２ ．０ ２０ ．１ ： ０３ ６ ／． Ｎ．０ ５ ４ ９２ １ ．４０ ３ Ｓ
中图分类号 ： Ｕ ３ Ｔ Ｂ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ￣０ ５ ３ ２ （ ０ ）４ Ｏ ４ — ４ ２９ － ４ ９２ １ ０ － ０８ ０ ２
程实例 ， 阐述 利用 “ 系统 热 回收 ” 决 土壤 源 热泵 系统 解 的热 平衡及 节 能 问题 。
下 换热器 埋 管 区 由井深 １３５ ０． ｍ的５８ ２ 口井 构成 ，分成 ６ 个 区 ， 区８ 口井 。 孑 间距５ 每 ８ 井 Ｌ ｍ×５ 回填灌 浆 料 为膨 ｍ， 润 土 与原浆 的混合 浆 料 。 热水 机组 负荷 侧一 年 四季 进 、