08-基于地源热泵系统性能实测分析的调控研究-李翠
_暖通空调_2008年总目次_04980f30_bbb2_4bee_b174_b
双风道变风量空调系统设计 多联机空调系统设计探讨 通风空调系统风机风压的选择 中山市某服装厂水蓄冷集中空调设计 区域供冷/ 热系统的优 化设计 多功能体育馆空调设计初探 污水源热泵制热工况的实际运行特性分析 地铁车站设备管理用房采用地板送风方式探讨 教学楼集中空调的运行管理节能实践 解决风管冷凝水问题的工程实践 太阳能 土壤复合式地源热泵供暖的实验研究 通风空调管道内灰尘沉积的研究进展 住宅空调方式的夏季能耗调查与思考 运用室内空气清 新度确 定封 闭式 车间 空调 系统 最小 新
2
10 1
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A 22 总目次
暖通空调 HV&AC 2008 年第 38卷第 12 期
题名
著( 译、校) 者
地铁空调系统冷却技术探讨
空调冷水系 统的 沿革与 变流 量一 次泵 水系 统的 实践 读后感
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
张家口市区水源热泵发展研究
于张家 口市三面环 山 ， 利于 燃煤锅 炉产 生烟气 的扩散 ， 不 由于水
从河北省近几年 的水 源热泵应用情况 来看 ， 河北 省的应 用主 源热 泵以地表水为 冷热 源 ， 向其放 出热量或 吸收热 量 ， 消耗 水 不
要 以地源热 泵应 用 为主 ， 据统计 ， 北省 已经 完成 的地 源热 泵应 资源 ， 河 不会对其造 成污 染 ， 省去 了锅 炉 房及 附属煤 场、 油房 、 储 冷
Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｔ ｅ ａ ｎ ｒ ，ｈ ａｉ ｇ ｅ ｔｐ ｍｐ ｔｃ ｎ ｌｇ ｙ ｗｏ ｄ ：ｇ ｏ ｈ ｒ ｌｅ ｅ ｇ ｍ ｙ ｅ ｔ ，ｈ ａ ｕ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｎ
收 稿 日期 ：０ １１ －６ ２ １ ．０２
作者简介： 樊利新（９ ２ ） 男， １８ 一 ， 助理工程师， 张家口新天地房地产开发有限公 司， 河北 张家口 ０ ５０ ７００ 李文超 （９ ３ ） 男， １８ 一 ， 助理工程师 ， 张家口市华宇建筑设计有限公 司， 河北 张家口 ０５０ ７０ ０
２ 张 家 口市水 源热泵 的发 展现 状及可 行性 分析
河北省水源热泵 项 目以应用 于各类 民用建 筑 为主 。本 省有 统计 的水源热泵项 目共 １６项 ， 家 口 目前有 两项 ， ７ 张 为龙兴 第一
０ 由于水源热泵 技术 先期 投入较 大 ， 经济 城、 景花 园两个项 目， 这两个项 目目前 已经建 成运行 一年多 ， 现对 资产投资增长 ２ ％以上 ， 的发展为清洁能源的应用 ， 为水源热泵技术 的应用提供 了强有 力 建成 的这两家水源热泵项 目冬季供 热与燃煤锅炉供 热在减 排量 ， 的经济支持 。 节 能性 能两个方 面进行 比较 。
境双赢 的局面 。
DGTJ08-2078-2010 民用建筑能效测评标识标准
本规范由上海市城乡建设和 交 通 委 员 会 负 责 管 理、上 海 市 建 筑 科 学 研 究 院 (集 团 )有 限 公 司 负 责 解 释 。
……………………………………………………… (23) AppendixA暋SummarizedTableofEnergyEfficiency
EvaluationforResidentialBuildings ……… (25) AppendixB暋SummarizedTableofEnergyEfficiency
民 用 建 筑 能 效 测 评 标 识 标 准
上
海
市
建
筑
建
材
业
上海市建筑建材业市场管理总站
市
暋
场 管
暋
理
总
站
上海市工程建设规范
民用建筑能效测评标识标准
Standardforenergyefficiencyevaluation andlabelingofcivilbuildings DG/TJ08-2078-2010 J11788-2011
根据室内 CO2 浓度 检 测 值 增 加 或 减 少 新 风 量,使 CO2 浓 度 始终维持在卫生标准规定的限值内。
3
3暋基本规定
3灡0灡1暋 居 住 建 筑 和 公 共 建 筑 应 分 别 进 行 能 效 测 评 。 3灡0灡2暋民用建筑能效测评标识 分 为 建 筑 能 效 理 论 值 测 评 标 识 和 建筑能效实测值测评标识两个部分。 3灡0灡3暋民用建筑能效测评应采 用 经 建 筑 能 效 测 评 标 识 管 理 部 门 认可的建筑能耗计算分析软件。 3灡0灡4暋 民 用 建 筑 能 效 测 评 内 容 包 括 基 础 项 、规 定 项 与 选 择 项 。 3灡0灡5暋基础项测评使用的性能 参 数 以 施 工 过 程 中 进 场 复 验 报 告 为 主 ,辅 以 现 场 抽 查 的 检 测 数 据 。 3灡0灡6暋规定 项 和 选 择 项 测 评 使 用 的 性 能 参 数 应 以 现 场 抽 查 为 主 ,并 辅 以 施 工 过 程 中 的 施 工 设 计 审 查 文 件 和 检 测 报 告 。
储能同轴深井换热器岩土热响应试验及换热性能分析
Value Engineering0引言随着低碳时代的到来，余热回收储存技术正面临新一轮的市场需求。
其中如何将火力发电厂夏季的余热储存到地下，进行冬季供暖，是值得深入研究的课题。
本文就北方某电厂计划采用同轴深井换热器进行跨季节储能，根据委托进行场地岩土热响应试验、进行数据处理分析、得出所在场区的地下岩土热物性参数，并就该技术换热性能等进行分析，为储能系统的深化设计及后期运行管理提供科学依据。
1同轴深井换热器结构简介北方某热电厂拟采用同轴深井换热器技术进行夏季余热储存和冬季取热。
先进行岩土热响应测试，获得场区岩土体岩层可钻性、初始平均温度、岩土体综合热物性及岩土体换热能力等参数。
设计DN80同轴深井1口，井深300m 。
具体结构和换热原理如下：1.1基本结构同轴深井换热器技术由我公司研发，我司编写并公开的《地源热泵同轴深井换热器应用技术导则》（Q/BHYDR001-2016），该项技术获安徽省住房和城乡建设厅鉴定（皖建科鉴字[2015]第026号）。
主要是采用钢外管及芯管组成的密闭环路形成的地下换热系统，有效深度约为300m ，内部芯管出水，外部环腔进水。
考虑管道防腐，外管非含氧层采用无缝钢管或焊管，含氧层采用镀锌钢管，含氧层套丝破坏镀锌层处采用沥青防水卷材热熔包裹，管道承压等级为1.6MPa 。
同轴深井换热器曾成功使用在某住宅小区地源热泵地埋管中[1]，而由于本次同轴深井换热器用于储热。
考虑到管腔内水温要远高于地源热泵系统夏季管内循环水的温度，将原来的PE 芯管调整为耐高温的PERT 管[2]，承压等级由1.0MPa 调整为1.6MPa 。
1.2换热原理循环介质经空调主机换热→地下换热器外支护套管→经充分热交换后由支护套管的底部→换热器芯管→经水平管→主机，完成换热。
外支护套管的口径远大于内管口径，在工质循环流量一定的条件下，工质在外支护套管内流速小；由于外支护套管口径、深度大，所以换热器与岩土的接触面积大，使得地下换热器与地下岩土有足够的换热空间；外支护套管内工质循环流速较小使得地下换热器有足够的时间与地下岩土进行热交换。
地下水源热泵空调系统的实测以及能效炯分析
ｈｇ ｉｈ—ｅ ｅ ｇ ｎ ｎ ｔ ｒ ．Ｔ ｅ ａ ｔ ａ Ｐ ｏ ｒｕ ｄ ｗａｅ ｏ ｒ ｅ ｈ ａ ｕ ａ ｏ ｒｔ ａ ｈ ｒ ｄ ｃｅ ｃ ｏ ｄｎ ｈ ｒｄ ｃ ｎ ｒ ｉ ａ ｕ ｅ ｈ ｃｕ ｌＣＯ ｆｇ ｏ ｎ ｔｒ ｓ ｕ ｃ ｅ ｔｐ ｍｐ ｗ ｓ ｌｗｅ ｈ ｎ ｔ ｅ ｐ ｅ ｉｔｄ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ｙ
算和分析 ， 缺少长期实测数据 。地下水源热
泵系统 的实 际工 况 通 常偏 离 设 计 工 况 ， 备 运 行 设 状 态也 常偏 离产 品性 能测试实 验状 态 。在对 实际 系统 的长期 运行 监测 数 据 基 础 上 ， 行 能效 和 炯 进 分析 ， 能真实 地 反 映这 种 空调 方 式 的实 际效 果 和 运 行 中的存 在 的问题 。
式 中 Ｃ Ｐ础 如 Ｄ —— 机组 预测性 能 系数
、 — —
２ ９ 绝热 效 率 ．
冷 凝器 、 蒸发 器进 ７／ ｇ 出水 平 均
温度
‰
（２ １）
ａ ｂｃ 、、—— 回归参 数 ， 根据 监测 系统 的热 泵 机 组 的产 品样 本数据 拟合 得到 ｂ＝ ．２ Ｃ ． １ ０ １ ，＝０ １ ，
ｈｈ—— 工质 、 、ｏ 环境 比焓 ，Ｊｋ ｋ／ ｇ
ｓＳ 、 ——工质 、 ０ 环境 比熵 ，Ｊｋ — ｋ ｇ Ｋ ／
２ ５ 流动介 质焖损 （ 胀 阀炯 损 ） ． 膨
Ａ ｘ＝Ｅ — ｘ Ｅ ｘ Ｅ。 （） ６
式 中 △ —— Ｉ 损 ，Ｊｓ 朋 ｋ／
— —
进 人工 质 的焓 炯 ，Ｊｓ ｋ／
１ 前 言
献 ［］ ４ 对北 京住 宅 小 区 的水 环分 散 式 地 下水 源 热 泵 空调系统进行 了两年 实测调查 。 武 汉 市地 下水 资源 丰富 ， 处于冬 冷夏 热地 区 ，
地源热泵土壤温度
地源热泵土壤温度
（最新版）
目录
1.地源热泵的定义和组成
2.地源热泵的工作原理
3.地源热泵系统的分类
4.地源热泵的优点
5.地源热泵系统运行参数及土壤温度变化特性分析
6.垂直埋管式土壤源热泵埋管周围土壤温度场的数值模拟
正文
地源热泵是一种以岩土体、地层土壤、地下水或地表水为低温热源的供热中央空调系统。
它由水地源热泵机组、地热能交换系统和建筑物内系统组成。
地源热泵的工作原理是在制冷过程中，机组将空调空间的热量置换出来，并带入地下被土壤或水源所吸收。
在制热时，机组将地下土壤中的热能转换出来带入所需采暖的空间。
根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统可以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。
地源热泵以供热为主，地下温度的显著特点是冬暖夏凉，这使得地源热泵成为一个理想的供热系统。
地源热泵系统运行参数及土壤温度变化特性分析是研究地源热泵系
统性能的重要环节。
通过对土壤温度、地源侧取热量、负荷侧供热量、机组耗电量、水泵耗电量等实测数据的分析，可以初步了解热泵设定温度、水泵频率等因素对于土壤温度、机组性能系数及系统性能系数的影响。
垂直埋管式土壤源热泵埋管周围土壤温度场的数值模拟是研究地源
热泵系统土壤温度变化的另一种方法。
通过应用有限单元法对土壤源热泵
地下垂直埋管周围土壤的非稳态温度场进行数值模拟，可以得到与实验测得的结果相一致的模拟结果。
这为地源热泵系统的设计和优化提供了重要的理论依据。
总的来说，地源热泵是一种具有优良性能的供热中央空调系统。
《地源热泵系统工程技术规范》设计要点解析
国家标准《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005设计要点解析摘要：本文针对不同地源热泵系统的特点，结合《规范》条文，对地源热泵系统设计特点、方法及要点进行了深入分析，为地源热泵系统的设计提供指导。
关键词：地源热泵系统、设计要点、系统优化1前言实施可持续发展能源战略已成为新时期我国能源发展的基本方针，可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。
2006年1月1日《可再生能源法》正式实施，地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一，同时也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式，近年来在国内得到了日益广泛的应用。
地源热泵系统利用浅层地热能资源进行供热与空调，具有良好的节能与环境效益，但由于缺乏相应规范的约束，地源热泵系统的推广呈现出很大盲目性，许多项目在没有对当地资源状况进行充分评估的条件下就匆匆上马，造成了地源热泵系统工作不正常，为规范地源热泵系统的设计、施工及验收，确保地源热泵系统安全可靠的运行，更好的发挥其节能效益，由中国建筑科学研究院主编，会同13个单位共同编制了《地源热泵系统工程技术规范》（以下简称规范）。
该规范现已颁布，并于2006年1月1日起实施。
由于地源热泵系统的特殊性，其设计方法是其关键与难点，也是业内人士普遍关注的问题，同时也是国外热点课题，在新颁布的《规范》中首次对其设计方法提出了具体要求。
为了加深对规范条文的理解，本文对其部分要点内容进行解析。
2《规范》的适用范围及地源热泵系统的定义2.1《规范》的适用范围该《规范》适用于以岩土体、地下水、地表水为低温热源，以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质，采用蒸气压缩热泵技术进行供热、空调或加热生活热水的系统工程的设计、施工及验收。
它包括以下两方面的含义：（1）“以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质”，意旨不适用于直接膨胀热泵系统，即直接将蒸发器或冷凝器埋入地下的一种热泵系统。
该系统目前在北美地区别墅或小型商用建筑中应用，它优点是成孔直径小，效率高，也可避免使用防冻剂；但制冷剂泄漏危险性较大，仅适于小规模应用。
基于环境承载力的中深层地热资源评估方法
益等ꎮ 在传统的地热资源评估中很少考虑地热开发
禀赋条件、社会经济技术条件和环境影响作用条件
经济效益等因素ꎬ因此ꎬ难以得出综合性评价体系来
３ 个部分构成ꎬ涉及地热热储深度、热储温度、地热资
源可开采量和人口密度等评价指标ꎬ得出目标区域内
指导地热开发ꎮ
２ ２ 体系的评价指标和原则
的中深层地热资源承载力ꎮ 再结合典型区域的地下
深层地热资源评价体系的分级标准ꎬ结合大量地热数
Ｑ ｗ 为水质储存的热量ꎬＪꎻ
Ｖ Ｌ 为热储中存储的水量ꎬｍ３ ꎻ
Ｖ１ 为截至计算时刻ꎬ热储孔隙中热水的静储量ꎬｍ３ ꎻ
Ｖ２ 为水位降低到目前取水能力极限深度时ꎬ热
储释放水量ꎬｍ３ ꎻ
４１
ＫＯＮＧ Ｗｅｉｚｈｅｎｇ ꎬ ｅｔ ａｌ . Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍｅｄｉｕｍ ａｎｄ Ｄｅｅｐ Ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｃａｒｒｙｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ
Ａ 为计算区面积ꎬｍ２ ꎻ
市的 经 济 水 平 进 行 评 价ꎮ 此 外ꎬ 参 考 国 标 ＤＺ /
Ｍ 为热储层厚度ꎬｍꎻ
Ｔ０３３１—２０２０ 确定地热井开采经济性ꎮ 人口密度也是
ρ ｒ 为热储岩石密度ꎬｋｇ / ｍ ꎻ
３
地热资源开发时的社会经济水平的重要指标ꎬ本文根
ｃ ｒ 为热储岩石比热容ꎬＪ / ( ｋｇＫ) ꎻ
ｅｎｄｏｗｍｅｎｔ ａｎｄ ｌａｒｇｅ ｒｅｓｅｒｖｅｓ. Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｕｓｅｄ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ
ｓｈａｌｌｏｗ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｅｎｅｒｇｙꎬ ａｎｄ ｄｏ ｎｏｔ ｃｏｎｓｉｄｅｒ ｆａｃｔｏｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
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
地源热泵系统
地源热泵系统0 前言与太阳能或地热能一样，地表热能储量十分丰富；而且地表热能不受时间、季节、地域的限制，分布面广而且相对均匀，更具有可再生性。
地源热泵技术就是地表热能利用开发的最典型的例子。
它利用地球表面浅层土壤或水源中的地热能作为冷热源，冬季通过热泵机组将地热能传递转移到需供暖的建筑物内，夏季通过热泵机组将建筑物内的热量转移到地球土壤或水源中，从而实现冬季供暖、夏季供冷。
GSHP系统按照热源（热汇）不同，大致可以分为如下三种形式： GSHP系统（ground source heat pump）、GWHP系统（ground water heat pump）和SWHP系统（surface water heat pump），其中GWHP系统由于无法较好地解决地下水的回灌问题，在一定程度上影响了系统的进一步推广。
相比而言，随着钻井技术、土壤热性能研究的不断深入，GSHP系统的应用越来越广泛。
GSHP系统是以大地为冷源（或热源），通过中间介质（通常是水或防冻液）作为热载体，并使中间介质在封闭环路(通常是塑料管组成)中循环流动，从而实现与大地进行热量交换的目的，并进而通过热泵实现对建筑物的空调。
GSHP空调系统主要包括三个回路：用户回路、制冷回路和地下换热器回路。
根据需要也可以增加第四个回路－生活热水回路。
1 地源热泵系统研究现状1.1国外研究状况土壤源热泵在国外起步较早，这要追溯到1912年瑞士的一个专利，其发展大致可以分为以下三个阶段：第一阶段，1912年，瑞士人佐伊利(H.ZOELLY)提出了利用土壤作为热泵热源的专利设想，但是，直到二战结束后，才在欧洲与北美兴起对其大规模的研究与开发，这一阶段主要是对土壤源热泵进行了一系列基础性的实验研究，包括土壤源热泵运行的实验研究，埋地盘管的实验研究，埋地盘管的数学模型的建立，同时也对土壤的热流理论方面作过研究，如开尔文线源理论；然而，由于土壤源热泵的高投资及当时廉价的能源资源，这一阶段的研究高潮持续到20世纪50年代中期便基本停止了。
地源热泵实际使用中的热平衡问题
地源热泵实际使用中的热平衡问题地源热泵是21世纪的一项最具有发展前途的具有节能和环保意义的制冷空调技术。
地源热泵优点：1.利用大地的蓄能作用，环保效益显著。
2.高效节能，运行费用低。
3.运行安全稳定，可靠性高。
地源热泵缺点：地源热泵冬夏两季向大地取热量和排热量不平衡。
热平衡问题分析：地源热泵通过热泵将大地中低位热能提高，对建筑供暖，同时使大地中的温度降低，即蓄存冷量以备夏季使用；夏季通过热泵将建筑内的热量转移到地下，对建筑进行降温，同时在大地中蓄存热量，以备冬季使用。
这一特点决定了该项技术适用于夏热、冬冷且冷热负荷相当的地区。
若该系统在冷热负荷不平衡的情况下长期运行，将会使土壤温度逐渐上升或下降，导致地埋管换热器换热环境恶化，换热效率下降，从而影响热泵机组的效率和运行的经济性。
以夏季和冬季不平衡率为3％和10％两种条件，得出的结果如下：以五年为一个周期来看，土壤温度逐年升高，温升分别升高了0.81℃和2.77℃。
地源热泵系统在热量不平衡率仅为10％的情况下运行五年，土壤温度就明显的升高了2.77℃，可以推想，若在热平衡率更大时，若不采取必要措施，地源热泵系统运行一段时间之后很可能就无法正常运行。
解决方案：根据实测和理论计算，建议以不平衡率20％为界线，即在20％以下时由于土壤本身具有一定的热扩散能力和蓄热能力，热量不平衡对热泵的运行影响不大，不需要采取措施。
当热平衡率相差较大（20％以上），需要采取辅助措施：辅助供热和辅助冷却方式。
称为复和式地源热泵系统。
以热负荷为主和以冷负荷为主的两种情况分析：1.系统的释热量小于吸取热量。
若地源热泵系统在这种情况下长时间运行，将会使土壤温度逐渐下降，使地埋管换热环境恶化，降低换热效率，使出水温度降低，并造成热泵机组的蒸发温度降低，从而影响热泵机组的效率和运行的经济性。
2.系统的释热量大于吸取热量。
原理与上述相反，后果一样。
为解决这个问题并提高系统的经济性，在地源热泵系统设计时综合考虑。
地源热泵系统基本知识讲座-地埋管地源热泵空调系统
三、 地源热泵土壤热响应测试
设计地源热泵系统的地热换热器需要知道地下岩土的热物性 参数。如果热物性参数不准确，则设计的系统可能达不到负 荷需要;也可能规模过大，从而加大初期投资。另外，不同的 封井材料、埋管方式对换热都有影响，因此只有在现场直接 测量才能正确得到地下岩土的热物性参数。
3.1 埋管式地源热泵热响应测试要求
地源热泵系统基本知识讲座
劳特斯空调（江苏）有限公司
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简 介
一、地源热泵系统简介 二、地埋管地源热泵系统设计 三、地埋管地源热泵土壤热响应测试 四、地埋管换热器设计 五、地下热平衡设计 六、地埋管地源热泵空调系统优化控制 七、系统技术优势 八、工程实例
一、地源热泵系统简介
地源热泵系统原理图（制冷）
1.1 地源热泵系统分类
地源热泵是一种利用浅层地热，包括土壤、地下水、地表水等天然 能源作为冬季热源和夏季冷源，然后再由热泵机组向建筑物供冷供热的 系统，是一种利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空调系 统。 地下水源热泵系统 （GWHP）
地表水源热泵 （SWHP）
水平埋管
水平螺旋型埋管
垂直埋管
4.1 土壤换热器埋管的布置型式
1 水平埋管: 水平埋管主要有单沟单管、单沟双管、单沟二层双管、单沟 二层四管、单沟二层六管等形式。
4.1 土壤换热器埋管的布置型式
2 垂直埋管: 一般有单U 形管，双U 形管，W型管、套管式管，小直径螺旋 盘管和大直径螺旋盘管，立式柱状管、蜘蛛状管等形式；按埋设深度不同 分为浅埋（≤30m）、中埋（31～80m）和深埋（>80m）。目前使用最 多的是单U 形管（Single-U-pipe），双U 形管（Double-U-pipe），简单 套管式管（Simple Coaxial pipe）
中深层地热供暖技术工程应用分析
中 深 层 地 热 能 供 暖。 国 家 能 源 局《 关 于 促 进 地 热 能开发利用的若干意见 ( 征求意见稿 )》[3]，提出 到 2025 年，地热能供暖（制冷）面积比 2020 年增 加 50%，到 2035 年，地热能供暖（制冷）面积比 2025 年翻一番。工程应用方面，截止 2017 年底， 全国水热型地热能供暖面积已超过 1.5 亿 m2，其中 河北省雄县水热型供热面积达 450 万 m2，可满足县 城 95% 的供热需求。预计至 2023 年，还将新增水 热型地热供热面积 1 亿 m2，体量稳居世界首位。截 止 2019 年底，中深层地埋管换热技术应用面积已 超过 1300 万 m2，在建项目超过 2000 万 m2[4]。
引言
根 据《 中 国 建 筑 节 能 年 度 发 展 研 究 报 告（2021）》[1]，2019 年中国建筑总运行能耗为 10.2 亿吨标煤，占全国能源消费总量的 21%，其中北方 采暖能耗 2.13 亿吨标煤，占建筑总能耗的 21%。为 缓解环境保护、经济发展与能源消耗之间的矛盾， 以地热能为代表的可再生清洁能源受到越来越多关 注。地热能可分为浅层地热能（深度 200 米以内）、 中深层地热能（深度 200~3000 米）和深层地热能（深 度大于 3000 米）三种类型，深层地热能的利用主 要是干热岩发电，目前还处于探索阶段 ；浅层地热 能土壤平均温度相对较低，冷热负荷易不平衡等特 点，制约了浅层地热能供暖的发展 ；随着勘探技术 的进步和钻探成本的降低，中深层地热能供暖具有 广阔的应用前景。
（3）理论研究进一步深化。中深层地热供暖技 术的传热过程是一个复杂的、非稳态的传热过程， 中深层换热器深入地下数千米，地温梯度成为影响 传热的重要因素之一，中深层地热传热理论相比浅 层地热系统不同，需要深入研究。
地源热泵的科技论文
地源热泵的科技论文地源热泵是一项新兴的节能环保、可再生能源利用技术，这是店铺为大家整理的，仅供参考!地源热泵的科技论文篇一地源热泵空调系统研究【摘要】地源热泵是一项新兴的节能环保、可再生能源利用技术，在建筑供热空调中采用地源热泵技术可以有效地提高一次能源利用率，减少二氧化碳合其他大气污染物的排放。
本文就地源热泵空调系统进行系统研究。
【关键词】地源热泵;节能;环境1、前言地源热泵式一种利用浅层合深层的大地能量，包括土壤、地下水、地表水等天然能源作为冬季热源合夏季冷源，然后再由热泵机组向建筑物供冷供热的系统，是一种利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。
地源热泵通过输入少量的高品位能源，实现由低温位热能向高温位热能转移。
2、地源热泵应用概况地源热泵(GSHPS)是一个广义的术语，它包括了使用土壤、地下水和地表水作为热源和热汇的系统，即地下耦合热泵系统(GCHPS)，也叫地下热交换器地源热泵系统;地下水热泵系统(GWHPS);地表水热泵系统(SWHPS)。
2.1 国外发展情况：地源热泵系统由于采用的是可再生的地热能，因此被称之为：一项以节能和环保为特征的21世纪的技术。
这项起始于1912年的技术，美国从1946年开始对GSHP系统进行了十二个主要项目的研究，如地下盘管的结构形式、结构参数、管材对热泵性能的影响等。
并在俄勒冈州的波特兰市中心区安装了美国第一台地源热泵系统。
特别是近十年来地源热泵在欧美工业发达国家取得了迅速的发展，已成为一项成熟的应用技术。
到2000年底，美国有超过40万台地源热泵系统在家庭、学校和商业建筑中使用，每年约提供8000～11000Gwh的终端能量。
地源热源在工程上的应用主要为地下耦合热泵系统(GCHPS)和地下水热泵系统(GWHPS)、地表水热泵系统(SWHPS)。
2.2 国内发展应用情况2.2.1能源消费现状：到2040年，我国一次能源的总消费量将达38.6亿吨标准煤，是现在能源消费量的3倍。
夏热冬冷地区太阳能光伏
第52卷第6期2021年6月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.52No.6Jun.2021夏热冬冷地区太阳能光伏/光热−地源热泵联合供热系统运行性能模拟刘仙萍1,2，雷豫豪1，田东1，郝小礼1,2，廖胜明3(1.湖南科技大学土木工程学院，湖南湘潭，411201；2.湖南省智慧建造装配式被动房工程技术研究中心，湖南湘潭，411201；3.中南大学能源与科学工程学院，湖南长沙，410083）摘要：以夏热冬冷地区的典型居住建筑为例，利用TRNSYS 软件研究光伏/光热−地源热泵(PV/T-GSHP)联合供热系统的运行性能以及主要设计参数(PV/T 组件面积、地埋管间距和地埋管长度)对联合供热系统运行性能的影响。
研究结果表明：PV/T-GSHP 联合供热系统能有效保证土壤热平衡，系统运行20a 后土壤温度仅增加0.8℃；PV/T-GSHP 联合供热系统的热泵机组季节能效比相对于传统地源热泵(GSHP)系统提高43.8%，与独立光伏(PV)系统相比，PV/T 组件的光伏电池最高温度降低约35℃；当PV/T 组件面积增加至屋顶面积的2/3时，热泵出水温度大于5℃；当PV/T 组件满屋顶安装时，太阳能保证率接近100%；地埋管间距对PV/T-GSHP 联合供热系统的太阳能保证率影响很小，可以忽略；在不同的PV/T 组件面积下，热泵机组季节能效比均随地埋管长度增加而小幅度上升。
关键词：光伏/光热一体化；地源热泵；联合供热系统；TRNSYS 软件中图分类号：TK519文献标志码：A文章编号：1672-7207（2021）06-1892-09Numerical simulation for performance of solar photovoltaic/thermal-ground source heat pump hybrid heating system in hotsummer and cold winter zoneLIU Xianping 1,2,LEI Yuhao 1,TIAN Dong 1,HAO Xiaoli 1,2,LIAO Shengming 3(1.School of Civil Engineering,Hunan University of Science and Technology,Xiangtan 411201,China;2.Hunan Engineering Research Center for Intelligently Prefabricated Passive House,Xiangtan 411201,China;3.School of Energy Science and Engineering,Central South University,Changsha 410083,China)DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2021.06.019收稿日期：2021−01−15；修回日期：2021−03−28基金项目(Foundation item)：湖南省自然科学基金资助项目(2017JJ3090)；湖南省教育厅科研项目(19A180，17C0649)；湖南科技大学科技项目(E56125)(Project(2017JJ3090)supported by the Natural Science Foundation of Hunan Province;Projects (19A180,17C0649)supported by Scientific Research Program of Education Department of Hunan Province;Project(E56125)supported by Scientific Research Fund of Hunan University of Science and Technology)通信作者：廖胜明，博士，教授，从事新能源技术、可再生能源建筑技术研究；E-mail ：**************.cn引用格式：刘仙萍,雷豫豪,田东,等.夏热冬冷地区太阳能光伏/光热−地源热泵联合供热系统运行性能模拟[J].中南大学学报(自然科学版),2021,52(6):1892−1900.Citation:LIU Xianping,LEI Yuhao,TIAN Dong,et al.Numerical simulation for performance of solar photovoltaic/thermal-ground source heat pump hybrid heating system in hot summer and cold winter zone[J].Journal of Central South University(Science and Technology),2021,52(6):1892−1900.第6期刘仙萍，等：夏热冬冷地区太阳能光伏/光热−地源热泵联合供热系统运行性能模拟Abstract:Based on the TRNSYS software and a typical residential building in the hot summer and cold winter zone,the operation performance and main design parameters(PV/T module areas,gaps and lengths of ground pipes)for photovoltaic/thermal-ground source heat pump(PV/T-GSHP)hybrid heating system were analyzed.The results show that the soil heat balance can be well guaranteed by the PV/T-GSHP hybrid heating system,and the soil temperature only increases by0.8℃after20years of operation.The seasonal COP of heat pump unit increases by43.8%compared with that of the traditional GSHP system,and the annual peak temperature of PV cells decreases by35℃compared with that of the stand-alone PV system.The outlet water temperature of the heat pump unit is greater than5℃when the PV/T module area is2/3of the roof area.When the PV/T module area is full of the roof,the solar fraction is close to100%,and the influence of ground pipe gaps on solar fraction of PV/T-GSHP hybrid heating system is small enough to be ignored.The seasonal COP of heat pump unit increases slightly with the increase of buried pipe length in different PV/T module areas.Key words:hybrid photovoltaic/thermal;ground source heap pump;hybrid heating system;TRNSYS software化石能源的消耗引起全球CO2总排放量在过去50多年年均增长率为2.14%[1]，CO2排放引发的负面环境问题已引起人们的关注。
2020年《建筑节能》总目录
2020年《建筑节能》总目录2020特别关注02.001九州同愿，共克时艰云访谈02.002江亿院士：战“疫”胜利时与大家共议建筑节能新思路02.005赵锂院长：办公建筑安全运维，确保返岗人员工作健康战“疫”视线02.007许鹏教授：从传染病防治看南方采暖的必要性02.010央企担当，共筑建筑这座战“疫”堡垒03.001朱颖心教授：战“疫”期谈谈“建环”产学研那些事特别视线09.001国内外南极科考站建筑节能策略孙弘历，段梦凡，赵海湉，周浩，庄惟敏，张翼，任飞，林波荣政策法规07.001住房和城乡建设部国家发展改革委教育部工业和信息化部人民银行国管局银保监会关于印发绿色建筑创建行动方案的通知07.095住房和城乡建设部关于印发《农村地区被动式太阳能暖房图集(试行)》和《户式空气源热泵供暖应用技术导则(试行)》的通知建筑碳中和11.001基于数据挖掘的办公建筑运行阶段碳排放分析张仲宸，周浩，林波荣，李嘉麒，田昕，吴佳欣，陈帅元，黄莉11.007公共机构碳排放特征及影响因素分析朱晓姣，廖虹云，刘馨，桑婧萌绿色建筑设计与评价01.001广州番禺图书馆共享大厅空间自然通风系统联动控制策略研究张进，赵立华，梁耀昌01.007基于实际运行效果的绿色建筑后评估案例研究彭渤，吴雅典，杨彬01.013基于建筑空间尺度的环境感知与能耗研究王莹莹，黄琼，张颀01.020围合式庭院对建筑边界冬季温度场的影响探究孔雪姣，吴克，王蕾，崔苗苗，袁景玉01.024基于PKPM绿色建筑软件的医院建筑室内外风环境模拟及评价刘超，周建民01.030徐州地区农村居住建筑节能状况调查与分析王磊，徐峰01.036公共建筑节能设计中外窗自然通风设计指标的简化与应用胡达明01.040昆明地区办公建筑照明节能设计与实测分析杨柳，张孝怡，周晓慧，赵勇，洪笃勤01.044“纸”材料在建筑中的生态性利用孔俊婷，邢腾腾02.011夏热冬暖地区既有公共建筑能耗调研及分析张志杰，李颜颐，张宇霞，吴晓海，狄海燕，张晓彤02.016基于灰色聚类的绿色农房建造标准评价模型张坤，孟丹，孙晓璇，葛圆圆，刘娟02.021建筑功能与空间的设计趋势及可视化技术探讨周浩，余娟，林波荣，张仲宸，常晨晨，丁杰02.029外围护结构热工参数对变电站建筑能耗的影响刘洋帆，张宇峰，蔡振华，张军，刘倩妮02.034加州大学2018年校园最佳奖建筑作品解析及启示阿不都西库尔·扎依提，陈国瑞02.039基于案例分析的低碳建筑特征及其实施策略研究刘剑03.022美国零能耗建筑最佳案例与激励政策研究吕燕捷，张时聪，徐伟，James Connelly 03.031绿色雪上运动场馆评价指标体系初探王芳芳，王陈栋，李博03.035严寒地区绿色农房多能互补系统设计与运行杨海鸿，田斌守，米应映，邵继新，张馨予03.040动态表皮类型对采光和能耗影响的比较研究汪丽君，史学鹏03.045浅谈宁夏首个绿色运营三星项目刘妍炯，滕飞03.051采光顶下微气候形成效果测试与分析孙多斌，严淇函，王珏，谢笑坤03.055大型公建后评估与绿色建筑评价比较研究卢凌寰03.058北京共有产权房绿色建筑设计方法探索与实践尹灵03.063夏热冬冷地区高校学生宿舍空间位置对能耗的影响项慧珍，程世丹，黄凌江03.070苏州地区公共建筑中庭空间光热环境实测与能耗分析研究杨柳柳，李振全04.091美国高性能建筑研究初探赵小刚，刘雨青，高金峰，张欣烁04.097新疆严寒地区井干式木结构建筑节能设计研究何金春，高颖，熊亚荻04.101章丘山区民宿夏季室内热环境测试与影响因素何文晶，桑志奇，王艺晓04.107兰州市私立幼儿园室内热环境初探刘妍妍，王天鹏05.001绿色住宅适宜技术体系研究与实践邹琼，王雅平，吴邦本，张嘉龙05.007被动式超低能耗住宅节能设计与经济性研究周雯，陈宏，王文超05.011一种相变材料驱动的动态建筑表皮应用研究朱仁杰，刘向峰05.019平面布局对建筑群体风环境的影响模拟研究李静05.027严寒地区居住小区室外风环境研究徐结晶，张永益05.033基于BIM-LCA的建筑方案设计优选方法章驰，李希胜05.040建筑设计视角下呼和浩特高校餐厅热环境实测分析高崇森，贾晓浒，许国强，周家绪05.049基于数值模拟的绿色粮仓储存的节能研究俞晓静，王远成，戚禹康06.027温和地区自然通风办公建筑的实际热环境评价研究孟瑶，牟迪，曹彬，朱颖心06.033夏热冬暖地区超高层绿色办公楼运行实际效果研究周荃，丁可，黄志锋，张广铭06.040基于天然采光的高校教室窗洞口宽度优化设计研究黄博超，苏晓明，郝占国06.046桂林民居冬季室内外热环境测试评价研究梁秒梦，巩新枝，陈爽，刘晶06.051合肥某高校夏季教室物理环境问卷研究董淑月，王旭06.055基于低碳可延续性的高层办公楼遮阳采光节能设计柴云峰2020年总目录202007.039使用需求参数对建筑大数据能耗预测影响规律初探赵海湉，王需，林波荣，朱颖心，张菁华，孙弘历07.043冷通道封闭数据中心机柜热环境指数分析叶思鹭，史伟民，彭来湖，李建强，汝欣07.048穿孔金属板遮阳表皮的开孔构造对室内热缓冲效应的影响崔艳秋，金明明，王志，赖震洲，江朝梅07.053基于全景图的城市街区太阳日总辐射计算方法对比刘衍，张沫岩，陈睿昕，郭向斐，杨柳07.058基于BIM技术的建筑能耗分析与节能设计宋冰，杨蕾07.062基于BIM技术的NFE ES室内外风环境模拟分析高喜峰，刘丹阳，韩庆华，徐杰07.066基于层次熵物元可拓模型的绿色建筑绿色度评价李强年，赵巧妮07.072某商业广场建筑能效理论值测评闫加贺07.076基于CFD通风模拟的剧场建筑设计手法浅析贾逸群，郭智，米俊仁07.081光的非视觉效应国内外研究进展与发展动态张沁宜，林波荣，曾云一，余娟08.001中小学校园建筑的室内自然通风模拟与优化策略研究李璐，陈昌勇08.010景迈山地区传统民居气候适应性研究周钰，李显秋，熊凯，侯志凌，朱栩君，饶成玲，饶峻峰08.018既有居住建筑被动式超低能耗绿色化改造实践研究康熙，赵士永，白佳慧，郝雨杭08.024超低能耗居住建筑示范云松金域华府项目高性能外窗应用技术浅析潘玉勤，原瑞增，孙旭灿，杜永恒08.028建筑性能导向的参数化设计方法研究周浩，邓庆坦，陈平，滕绍鹏08.033基于全生命周期的零能耗建筑研究薛一冰，孙雅鑫08.038中国传统民居生态技术经验应用研究纪伟东，袁振皓，乔亚萍，葛葳09.097BIM与绿建设计的结合应用解析卢琬玫，叶青，马辰，赵强，李昕阳09.104公共建筑机电系统能效评价及分级方法研究狄彦强，廉雪丽，张志杰，李颜颐，张宇霞，李小娜，吴晓海09.111从乡土到零能耗———干热地区传统蒸发降温技术的工业化演变尹红梅，王崇杰，房涛09.115基于风环境优化的住宅小区布局模式研究姚昊翊，吴笛，张海麟，任昕瑜，刘迪09.120自然通风系统在地下车站公共区应用分析池东10.021青海国际会展中心夏季室内热环境及人体热感觉分析洪安东，范征宇，时雨辰，胡冗冗10.026北方地区某大型博物馆关键技术节能效果分析王雯翡，吕丽娜，李晓萍，周立宁，李以通，田露10.032陕西关中农村新民居的绿色建构虞志淳，孟艳红10.039高层办公建筑风环境性能优化设计研究与实践宋宇辉，曲冠华，原野，张颀，董伟星10.046某示范建筑中庭冬季光热环境的实测与分析常建国，陈先志，范立，付梦菲，刘鸿超，吕栋10.051建筑能耗预测与建筑节能分析模型构建研究侯广明，卓强，孙宇10.056基于BIM技术的既有建筑绿色化改造辅助诊断方法研究张诗达，卢琬玫，宋昆10.063基于被动式视角下的乡村建筑节能设计探讨赵莹莹，何青，赵营，田毓丰，刘长春10.067基于ANP-Fuzzy法的装配式绿色建筑评价李强年，鲍俊超，牛昌林11.045建筑多能源系统优化评价方法研究冯晓梅，张瑞雪，李骥，乔镖，薛汇宇11.051装配式自保温双墙复合系统设计与应用研究张奕，韦佳，徐乐11.058陕西关中农村传统民居绿色优化设计虞志淳，孟艳红11.063基于多目标优化的严寒地区近零能耗建筑适用技术研究李晓萍，李宝伟，王国慧，张成昱，李以通，郭振兴11.067室内高温环境评价指标简化计算方法吕一行，孟晓静，卢棒棒，徐扬帆11.071植物冠层单层模型叶片温差的预测与实测沃文叶，付海明，董玉芳11.075绿色技术在地铁站建筑中的应用策略赵鹏飞，张同杰，郭建民，任爽爽11.080三位地域主义建筑师作品中的气候设计分析高奇枫，黄琼，张颀11.086甘肃地区绿色建筑表皮设计技术策略研究毕晓莉，贾丽芬，李鸿飞11.093绿色商场建筑和普通商场建筑室内环境满意度对比研究张永超12.001既有建筑可持续改造设计策略与节能技术研究董轶欣，李绥，Mar tin Wollensak 12.010既有工业建筑适应性再生及节能后评价研究杜书波，杨丽，赵庆双，张鹏12.015基于LCA性能的高层住宅建筑设计参数敏感度研究杨崴，羊思静12.024遮阳设计与用户行为对夏热冬暖地区住宅能耗的探究分析张楠，刘刚，满孝新12.030未来气候变化下不同屋顶类型的建筑能耗评估闫春辉，任婧，刘吉营暖通空调01.050相变回填材料配比对地埋管换热器蓄能传热特性影响研究杨晶晶，杨卫波01.057相变材料应用于空调蓄冷中的研究进展唐瑞，桂树强，颜俊，李东阳01.062基于数值模拟计算的地源热泵系统精细化设计魏俊辉，褚赛，刘启明，申雪云，鲍超01.068土壤源热泵空调系统在贵阳某建筑的应用分析赖振彬，黄巧玲，王玉麟，张宇01.072主动式冷梁性能实验研究胡晨曦，吕静01.077空气膜防结露型空调辐射板的可行性研究余志锋01.080合肥某小区地源热泵系统冬季运行及节能初探孟欣，王浩，何伟02.043高校宿舍室内新型空调气流组织及舒适度评价赵福云，成瑾，刘宝，徐颖，申广，王汉青02.052一种气流分布量化描述方法佘昭，潘毅群，黄治钟02.058地埋管地源热泵复合水蓄能系统方案设计及经济性分析褚赛，魏俊辉，刘启明，樊宏图，李永祥02.062地源、空气源热泵联合空调系统运行策略优化庄浩，李新锐2020年总目录202002.069直接接触冷板式液冷冷却数据中心的热回收探讨肖新文02.074冷却塔免费供冷在不同地区商业建筑内区适用及经济性分王硕03.004适于在线应用的空调机组风量连续测试方法特日格乐，赵天怡，刘中杰，张吉礼03.009用于蓄冷空调的替代型制冷剂水合物研究进展陈嘉雯，谢应明，杨义暄，孙嘉颖，徐政涛03.015不同通风方式对被动式居住建筑采暖耗热量影响的分析李永，句德胜，崔晓梅，刘士龙03.019基于Elman神经网络的新风负荷预测研究李佳殷，周勃，乔清锋04.001集中式空调系统提前关机调度技术的节能分析乔富荣，闫军威，胡小芳04.009空调用共晶盐蓄冷材料的增稠特性实验研究谢奕，史波，冯叶04.014地埋管地源热泵换热区岩土体热承载能力评价王洋04.019地能采集井设计工作的数值模拟分析肖天辉，苏柳文，王辰，刘海明04.024深圳国际会展中心暖通节能技术应用研究吴少光，廖晓华04.028基于建筑调适工作对空调系统设计的反思刘广东，张野，唐千喻，李婷05.054基于深入挖掘制冷站监控数据的节能分析及思考何子睿，刘烨，辛本波，唐千喻05.060夏热冬冷地区复合式地源热泵设计与运行策略研究於继康，温勇萍，于国清05.065竖直平板上蒸汽层流膜状冷凝换热特性的数值模拟研究夏长伦，郭鑫，刘琳05.071天津某文体中心游泳馆空调系统方案设计和分析丁逾凡，吕静，奕婧05.076基于eQUE ST的某商业建筑空调系统节能分析杨福，王衍金，王伟宵06.063膜式叉流新风热回收装置结霜及换热效率的影响因素实验黄俊峰，白姣，张舸，王立峰，曹阳，曲凯阳06.069分体式空调冷凝水产量计算方法研究廖德妮，张玉，蓝静，谢天明，黄文豪，雷敏聪，杨鸿滔，张磊06.074太阳能-热泵热水机组末端应用与分析王宇翔，王芳，刘登辉，汪青青，宋一昂06.080青岛某大型综合医院空调系统设计与节能胡军06.084无锡市公共建筑能耗统计分析研究仇铮，倪文晖06.089某文体中心体育馆狭长静压箱气流组织设计优化刘坡军06.091AC F-TiO2光催化净化室内空气中自然菌的实验研究冯国会，张峥，张亿先06.097不同气流组织方式对厨房PM2.5分布影响及其数值模拟袁扬，朱能，王清勤，李春龙07.003冷风侵入下的大空间地板辐射采暖效果实测分析刘刚，殷宣宣，徐弋，董伟星，黄文龙07.009供热系统换热站供热参数预测模型对比分析朱佳，孙春华，齐成勇，夏国强，陈佳丽07.014强化学习算法在空调系统运行优化中的应用研究丁志梁，潘毅群，谢建彤，王尉同，黄治钟07.021地下水渗流对竖直U型地埋管周围土壤温度场的影响刘卫，张之强，刘琬铭，刘鹏，郭洁，徐博荣07.027基于EED软件的垂直埋管换热器设计分析陶鹏飞，薛宇泽，韩元红07.033大型商业综合体空调系统节能诊断与调试优化王波，刘铁，单斌08.079寒冷地区土壤源供暖系统土壤取热及补热特性吕轶娜08.086医院非供暖季温湿度独立控制空调系统分析王思叶，于振峰，赵伟08.091某医用直线加速器机房的空调及通风设计赵忠梁08.094道路噪声对临街建筑自然通风被动制冷潜力的影响任宇鑫，柳靖09.018空调外机百叶罩S型叶片最佳叶型及倾斜角度研究祁冰，原瑞增，李展，王可可，段飞09.023基于模糊评判法的多能互补供暖系统评价模型及应用冯艳，王志国，连恩广，赵子琦09.029污水源热泵年运行性能实验研究及预测郑仁春09.036剧场座椅下送风不同上座率的最优参数分析黄华明，聂贤09.042喷射式制冷系统的仿真计算和实验研究张瀚月，罗浩，刘荔，赵宇09.047温湿度独立控制空调系统夏季性能分析汤海波，翁文兵，李霞，柳艳艳09.051清洁供热规划关键问题的思考王东，左河涛，方豪，李政09.055青岛市某健身房内冬季热环境及舒适性研究王英黎，王海英，徐曼殊，石崇根，王琳09.060室内热环境对室内人员工作效率影响研究郁文红，董娜娜，江超文10.072上海某社区文体建筑人员密度及冷负荷研究吕静，奕婧，丁逾凡10.078结合主动式冷梁的地源热泵系统运行分析郁文红，李辉，白金超10.083上海市某研发中心空调系统整体节能优化分析焦乾峰，曾艺，杨丹10.089胶球在线清洗装置在数据中心的应用实践及节能评估李昶，张建风，刘昊儒，邹凯凯，孙忠尧10.093某体育馆冰蓄冷空调方案经济性分析李兰10.097沈阳商业中心区多尺度温度变化研究杜思宏，孙贺11.012冷源系统能效系数计算方法与实测分析唐辉强11.016严寒C区空气源热泵辅助太阳能供暖系统正交优化分析赵芝蓉，唐汝宁，李军军11.023间接蒸发在数据机房的新风节能与过滤特性谭浪，刘鹏，周雪梅11.028冷却塔供冷技术在数据中心的应用分析刘乃玲，王淑玲，李向东11.033基于TRNS YS的冰蓄冷空调系统能耗和经济性分析吴昊，徐以洋，谢若怡，张绍志，陈光明11.038基于数据挖掘算法的DHC系统负荷时序预测方法焦良珍，陈海生，高革，李冠男，胡云鹏12.055空气源热泵热风机组及毛细管网辐射供暖的节能热舒适性研究胡俊涛，王赞社，尹芳汀，吴越12.062“红飘带”显示屏背后腔体的通风散热方案分析周浩，张菁华，刘建华，刘加根，洪迎迎12.069办公建筑空调冷负荷预测模型贺延壮，曾贺湛，赵晓宇，潘立君12.073基于Airpak的冬季办公室机械通风研究宫克勤，杨子昱，张楠2020年总目录2020运行管理与调适02.137既有公共建筑综合性能监测技术体系需求分析李振全，雷亚平，高信，马思聪，施海星，许政涛03.148上海地铁某基地风冷热泵空调系统能耗分析肖琳04.144医院建筑节能与运维管理分析赵丽娜，许壮莹09.064基于数字孪生的绿色建筑运营成本管理系统设计与应用王艺蕾，陈烨，王文10.001我国建筑调适发展现状与前景逄秀锋，宋业辉，徐伟10.008国内大型公共建筑空调系统运行管理现状调查研究孙洪鹏，陈晨，张广智10.014某高校区域供冷系统节能调控方法研究任德瑜11.116广州市民用建筑能耗总量和强度计算研究与分析李叶红，黄涛，江向阳，杨建坤保温隔热与材料01.129聚合聚苯板燃烧热值测定的试验研究王彬，徐长春，陈刚，于跃洋，李振宇，张文华01.133硅酸盐水泥-碱矿渣配制低密度泡沫混凝土试验研究田聪，陈丽红，秦旭飞，王宏园，张敏02.079不同窗型对建筑外窗传热系数的影响分析潘玉勤，孙旭灿，付梦菲，常建国03.089豫中地区传统民居适宜性节能窗应用探讨于冰清，赵威，吕红医04.033屋顶绿化对建筑围护结构节能的模拟研究任婧，闫春辉，赵莹莹，刘吉营04.039阜新地区居住建筑墙体保温节能材料的应用研究巩玉发，郑文瑶04.044湖北省公共建筑外墙自保温系统热工性能及适用性研究黄倞04.048相变材料耦合太阳能在冬季建筑采暖中的应用晁岳鹏04.052一种热致变色调光玻璃的光学性能研究陶勤练05.111全钢化真空玻璃支撑物参数与导热性能的相关性赵伟同，胡东方，江春伟05.115建筑外墙保温材料的开发与应用性能研究姜奇奇06.001典型外墙构造复合相变层的热工性能研究乔宇豪，鲍嘉阳，刘衍，杨柳06.006墙体热阻测试过程三维导热的模拟研究寇方铖，王馨，邹瑜，莫金汉06.012外循环双层玻璃幕墙能耗模拟研究俞天琦，王艳06.018SEPS-VIP复合外墙外保温系统的保温性能研究原瑞增，李展，贾云飞06.022围护结构二维稳态传热的数值模拟研究王立娟，王海波07.090双层定型相变墙体结构在中国三种典型气候区的温度与能耗模拟研究亓文超，刘志强，俞佳明，张冠华07.096α石膏制备轻质发泡隔墙材料的研究李永生，韩菲菲，徐龙，李美红09.071蒸压加气混凝土毛细吸水试验中尺寸效应的影响研究李艳娟，孙立新，杨静芬，张孟林，张松浩09.074建筑玻璃贴膜节能性能研究谢建华，宋文荣，龚延风，段凯09.082门窗用未增塑聚氯乙烯型材的尺寸变化率试验研究胡薇月09.086气候变化下蓄热层构筑墙体保温改造热性能研究邓蕾10.102相变特朗贝房关键影响因素优化研究邓仁洁，朱娜，胡平放，雷飞，罗振宇，吴涛，唐广11.098国内规范岩棉板外保温抗风设计对比分析曾松春，徐晓攀，李安娜11.102夏热冬冷地区墙体外保温对建筑节能影响的研究杨少玮，张伟捷12.036西藏传统民居改造中的墙体蓄热性能建议李峥嵘，斯阳，赵群，谢一建，陆世康12.041常见外窗型材填充保温材料对热工性能的影响研究梅国永，李琪，杨娇娇，李海滨，李迪12.046农村建筑外墙局部保温及性能测试王冬计，刘联胜，高英，王爱新，祁广钰，王恩宇，胡玉洁12.051再生聚丙烯颗粒对水泥砂浆性能的影响研究叶邦土，吕润平可再生能源及其应用03.075基于气候风洞的大型太阳辐射模拟系统研究李令令，孟庆林，张磊03.080基于空气源热泵辅热的复合地源热泵系统应用研究高朋，刘启明，魏俊辉，刘嘉，张伟东03.084基于弃风利用的空气源热泵供热系统的研究信博文，南新元，陈慧05.080江水源热泵系统取退水对水体温度场影响的数值模拟研究李瑞霞，郭啸峰，张彬彬，岳玉亮，钱堃06.102中深层地源热泵系统在区域集中供热中的应用杨凡09.008公共机构浅层地热能与主动式能源耦合利用适宜性研究冯国会，柳梦媛，李环宇09.013空气源热泵供暖系统在青海省循化县的运用研究祁焕嵬11.106商业综合体建筑减排路径分析方法研究刘烨，燕达，郭偲悦12.077公共机构综合能源系统模拟计算平台开发乔镖，倪晶，冯晓梅，李骥，薛汇宇12.083严寒地区供暖用空气源热泵机组群热环境模拟田晓焱，马广兴，梁春阳12.089太阳能百叶窗应用于主被动结合式太阳房的室内热环境研究白梦梦，王沣浩，王志华，康彦青，郑爱平节能改造与技术01.115旧工业建筑绿色化改造设计探析毕晓莉，徐杨杨，张顺尧01.122轴向微槽结构平板热管毛细力表征及性能研究张芳莉，杨庆，丁昀，卢玫洁01.127高校教室智慧照明改造案例分析卢彦铮02.097中国公共建筑的建筑典型模型建立陈智博，沙华晶，许鹏，奚培峰02.100传统民居外围护结构节能优化姜向阳02.103低温烟气余热回收装置性能研究李御锋，杨金钢，朱林，曹东旭，邓兰西02.107基于CFD的变压器室通风散热数值模拟及优化分析张勇，徐天光，王永庆，朱超，马玉龙，傅金柱02.112冀南地区农村民居生态节能改造策略研究孔俊婷，刘苗02.118某高校校园建筑节能改造有效方法探讨陈岩02.121节能监管平台在高校用水管理中的应用王洪瑞，耿守浩03.094热激活蓄能墙体流热耦合特性动态分析及优化李佳奇，曲世琳，胡玮聪03.100小区级灵活分布式可调控供暖系统研究杨波，宋健京，陈卉，杨肖，杨冬梅2020年总目录202003.106公共机构既有办公建筑绿色节能改造实践朱晓姣，柳松，宋波，张思思，叶少华03.111泉州农村石构民居冬季室内热环境测试及优化吴钟奇，夏博，韩婧，梁坤03.116高校既有学生公寓外窗节能改造方案评价赵泰，程东03.121某示范建筑暖通和给排水绿色节能设计分析邹宇亮，杨少林，金鹏04.057天津农村既有住宅现状及节能改造策略研究岳晓鹏，罗浩，高源，王舒扬04.062多孔铝介质-石蜡复合蓄能炕的热性能对比研究陈月，马秀琴，贺晓杨，胡明月，王慧04.068基于热响应试验地埋管分层热物性研究汪启龙，张卫东，田东蒙04.073开式地表水源热泵引水管道颗粒沉积现象的模拟和优化节能分析郭啸峰，李瑞霞，熊泽宇，齐月松，钱堃04.081夏热冬冷地区既有农村住宅节能改造初探李德新，安欣然，李浩宇04.087高校浴室节能改造及优化提升方案探析姜永增，潘军刚05.084基于软件模拟的北京农村民宿节能改造研究魏广龙，付钰，李睿乾，褚娟娟05.090坝上地区农村中小学教学楼新型节能窗适寒设计研究杨孟秋，于沈尉，王金奎05.095鄂西北地区乡村住宅的节能设计优化研究徐楚星，赵敬源05.100无锡市既有建筑节能改造示范技术研究仇铮，倪文晖05.106超高层建筑给水方式的能耗计算黄玉珠06.117基于双源热泵能源耦合系统的相变储能研究梁栋06.122基于既有传统乡村建筑改造的研究芮如忆，莫弘之，刘晓哲，项浚，李钢06.126山东地区农村既有居住建筑节能改造调查研究徐振红，李星宇，王鸿宇，刘俊红07.123土体热物性对能量桩换热效率特性的影响研究令永春，刘大鹏，季伟伟，陆浩杰07.128寒冷地区大型医院能耗分析及节能策略王玉来，李永安07.134传统民居的天然光环境优化研究侯薇，袁景玉，高源，谭柯07.141严寒地区近零能耗建筑风管穿外墙热桥研究刘少亮，强万明07.146建筑用电流向分析在医院节能改造中的应用探索汪剑，冯一，代勇，杜栩08.042某校区供热系统改造及分时分区运行优化姚震，周美玲，林日亿08.048基于绿色建筑技术的山地乡村民居改造研究任彬彬，安晓莹，冯策08.053冀西山区传统村落石窑洞民居节能改造初探赵小刚，闫晓颖，吴楠，刘雨青，徐良08.059湖南省双峰县伟训堂建筑物理环境模拟与分析彭小洪，伍国正，任雯，郭俊明08.065影响建筑整体气密性关键因素研究综述李扬捷，徐伟，董宏08.070基于多指标综合评分法的既有建筑节能规划分析吴豆豆，斯依提艾力·艾麦提，吴振08.076上海传统民居屋顶节能特性研究刘晓哲，莫弘之，芮如忆，王海松09.124供暖邻室数量对非供暖房间热环境的实验研究沙心奕，李进，龙恩深09.130天津某医院冷凝锅炉节能改造及运行策略优化董明，刘勇，王永亮09.134大型冷库室内保温吊顶创新施工关键技术任斌向，张增国，郭卫萍09.139高寒地区铁路站房雨水利用技术研究刘韦伟，赵艳，严建伟，张兴艳，欧眉10.109既有居住建筑宜居改造技术体系研究王建军，李东彬，熊珍珍，郭向勇，袁骥10.116绿色生态视角下乡村空间改造策略研究舒平，郭昊阳，解丹10.122基于绿色建筑技术的城市老旧小区改造策略研究李建华，刘阳，郑欢欢10.129颗粒浓度对含纳米氧化铝石蜡光热特性的影响高梦，杨瑞桐，卢丽冰，李栋，吴洋洋11.124严寒地区住宅围护结构节能性能敏感性分析金虹，张乙川11.129基于过渡季舒适性的寒冷地区东西向学生公寓节能改造初探李建华，刘玉，任彬彬，梁志恒11.135自动脱气设备在高校供暖系统中的应用研究姜永增，潘军刚11.140PP P模式下既有公共建筑节能改造项目风险研究李强年，徐弘毅，牛昌林12.096广州市公共建筑室内照明情况现状调研与分析罗运有，刘畅，余鹏12.099基于实际热需求的单一建筑类型区域供热系统节能调控方法研究姜永增，刘涛，潘军刚12.105医院业务增加引起的能源浪费及节能措施分析李智慧，赵琨浩，李树勋12.111集中淋浴废水余热回收利用研究蔡辉旺，陈亦文，曾清标准规范与检测02.126建筑门窗保温性能国内外检测方法研究万成龙，张素丽，单波，王昭君，王俊洋，王洪涛02.130民用建筑典型场所机械排烟口分布因素分析陈捷，刘国成02.134建筑保温砂浆抗压强度测量不确定度评定王学成，曹杨，张新玉，吴美升03.144广西居住建筑节能65%技术体系研究张小静05.125马鞍山公共建筑能耗现状及能耗定额研究黄志甲，甘琳，江陆军，沈正05.128建设“以人为本”的高质量绿色建筑———浅析国家《绿色建筑评价标准》2019版的修订郭夏清06.059住宅通风设计标准研究任俊，高峣12.129建筑节能率的计算和转换关系研究殷健，瞿海霞电气与智能建筑07.100基于非线性特征工程的短期建筑能耗预测方法王振亚，范成，李达生，曾妍洁，刘明辉07.108低压直流配电在建筑中的应用研究秦文军，陈文波，房建军，李忠，严建海11.111基于BIPV示范项目的低压直流配电一些关键问题研究房建军节能经济与行业研究01.137北京市公共租赁住房能耗特点王会粉，徐俊芳，王皆腾，梁元元，赵会刚。
中深层地热井换热性能模拟研究
安徽建筑大学学报第30卷602020，27（5）：250-258.[11] 褚琳，张欣然，王天巍，等.基于CA-Markov和InVEST模型的城市景观格局与生境质量时空演变及预测[J].应用生态学报，2018，29（12）：4106-4118.[12] Gomes E，Inácio M，Bogdzevič K，et al. Future scenarios impact on land use change and habitat quality in Lithuania[J].Environmental Research，2021，197：111101.[13] Chen M J，Bai Z K，Wang Q R，et al. Habitat quality effect and driving mechanism of land use transitions：a case study of Henan water source area of the middle route of the south-to-north water transfer project[J].Land，2021，10（8）：796.[14] Yang Y Y. Evolution of habitat quality and association with land-use changes in mountainous areas：a case study of the Taihang Mountains in Hebei Province，China[J].Ecological Indicators，2021，129：107967.[15] 黄木易，岳文泽，冯少茹，等.基于InVEST模型的皖西大别山区生境质量时空演化及景观格局分析[J].生态学报，2020，40（9）：2895-2906.[16] Rangel-Buitrago N，Neal W J，de Jonge V N. Risk assessment as tool for coastal erosion management[J].Ocean & Coastal Management，2020，186：105099.[17] Getis A，Ord J K. The analysis of spatial association by use of distance statistics[J].Geographical Analysis，2010， 24（3）：189-206.[18] Li C，Li F B，Wu Z F，et al. Exploring spatially varying and scale-dependent relationships between soil contamination and landscape patterns using geographically weighted regression[J].Applied Geography，2017，82：101-114. [19] Anselin L. Spatial Econometrics：Methods and Models[M]. Dordrecht，Netherlands：Kluwer Academic Publishers，1988.[20] 陈明星，陆大道，张华.中国城市化水平的综合测度及其动力因子分析[J].地理学报，2009，64（4）：387-398.[21] Zhu C M，Zhang X L，Zhou M M，et al. Impacts of urbanization and landscape pattern on habitat quality using OLS and GWR models in Hangzhou，China[J].Ecological Indicators，2020，117：106654.[22] 杨肃昌，孔晴，徐立君.产业和人口集聚对环境污染的影响：基于省级层面的实证[J].统计与决策，2020， 36（14）：55-60.（2）由于开挖过程中双线隧道间的互相作用，导致埋深在2D以内时，隧道间的土体会受到挤压而向上移动，使得沉降曲线随着开挖的进行逐渐变为“双谷”形式，但沉降峰值始终出现在左线隧道中心线附近。
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 heatpump systems[J]．Renewable and Sustainable Energy Reviews，2007，11（5）：482-496．[12]尚妍，李素芬，代兰花．地源热泵间歇运行地温变化特性及恢复特性研究 [J]．大连理工大学学报，2012，52（3）：350-357．[13]董艳芳，王磊，曾召田，等．连续与间歇运行工况下地埋管换热器的换热特性研究 [J]．可再生能源，2014，32（11）：1687-1693．[14]茅靳丰，李超峰，李永，等．地埋管换热系统中土壤温度恢复特性分析[J]．暖通空调，2015，45（11）：86-90．[15]杨卫波，施明恒，陈振乾．非连续运行工况下垂直地埋管换热器的换热特性 [J]．东南大学学报，2013，43（2）：328-333．[16]王玉凤．一种太阳能—地源热泵联合供热空调系统的性能测试及长期运行预测 [D]．天津：河北工业大学，2012．[17]王恩宇，齐承英，杨华，等．太阳能跨季节储热供热系统试验分析 [J]．太阳能学报，2010，31（3）：357-361．。
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4. 地源热泵系统优化控制策略
• 4.1 机组群控策略-台数控制 • 4.2 用户侧出水温度控制 • 4.3 冷却塔的控制策略 • 4.4 系统整体联动控制策略
4.1 机组群控策略-存在问题
• 一般两台机组同时开启，机组运行负荷率不高，运行能效比降低。如 果开启一台机组，部分负荷率为70%， 此时若开启两台机组， 部分负 荷率降为 35%， 那么冬季工况下机组能效比将会降低约 15.8%，夏季 工况下机组能效比会降低约 7.7%。
整个冬季供暖工况下，机组季运行能效比约为4.7，系统季运行能效比约为3.4； 整个夏季供冷工况下，机组季运行能效比约为6.1，系统季运行能效比约为3.8。
《可再生能源建筑应用工程评价标准》GB/T50801-2013中规定：地源热泵系统制热能 效比最低限值为 2.6，地源热泵系统制冷能效比最低限值为3.0，运行状况达标。 《可再生能源建筑应用测试评价标准》DG/TJ08-2162-2015中规定：地源热泵系统制热 能效比最低限值为 2.7，地源热泵系统制冷能效比最低限值为3.1，运行状况达标。
夏季
冬季
监测数据的检验
冬季：用户侧小时负荷=地埋管侧小时取热 量+机组小时电耗 夏季：地埋管-冷却塔侧小时散热量=用户 管侧小时负荷+机组小时电耗
冬季
夏季
数据分析—冬季机组运行负荷率
·机组部分负荷率=建筑小时累计负荷/热泵机组小时名义制热量
PLR
Qh Qrated
冬季机组部分负荷率分布
系统运行策略
独立运行 冬季地源热泵独立运 行 独立运行 夏季地源热泵为辅助 系统、冬季独立运行
热泵机组额定 制冷/制热系数 4.7/4.7 5.6/5.0
C D
办公楼 博物馆
地源热泵+冷却塔 地源热泵+冷水机组
7.3/5.2 5.9/4.5
2.地源热泵系统现场检测
• 地源热泵机组及系统性能检测-现场
D
制冷工况 制热工况
地源热泵检测中关注的问题
• 在制冷工况下地源侧出水温度实测值偏离 28℃，或制热工况下地源侧 出水温度实测值偏离 12℃时，应对机组能效比 EER（制冷能效比）和 COP（制热性能系数）提出了修正，见DG/TJ 08-2162-2015） • 机组能效比的测试条件为机组负荷率宜达到 80%以上，系统能效比的测 试条件为系统最大负荷率宜达到 60%以上。当测试条件不满足时，需要 根据机组运行性能公式，校正为标准要求的合理测试条件下的能效水温度控制-存在问题
常用的用户侧水温设置策略有两种： • 设定用户侧供水温度、回水温度限值，采取有级调节。运行模式分为加载 模式与卸载模式两种。 • 设定用户侧供水温度，采取无极调节。运行模式分为加载模式和卸载模式 两种。 冬季
4.2用户侧出水温度控制-优化
• • 基于全年末端设备负荷率及用户侧出水温度对末端换热器换热量影响的研 究，可以计算出全年用户侧出水温度理论值（Theory Tg-user）
夏季部分负荷率逐时曲线
冬季部分负荷率逐时曲线
4.1 机组群控策略-优化
• • 冬季工况下，当建筑部分负荷率低于45%，仅开启一台机组，当建筑部分负荷 率大于45%（即一台机组部分负荷率大于90%）时，需要开启两台机组。 夏季工况下，当建筑部分负荷率在40%以下时，仅开启一台机组，当建筑部分 负荷率大于40%（即一台机组部分负荷率大于80%）时，需要开启两台机组。
冬季工况用户侧出水温度理论值
夏季工况用户侧出水温度理论值
4.2用户侧出水温度控制-优化
• 由于上图是逐时的理论计算值， 为了保证系统能够完全满足建筑冷热 量需求，并能够方便控制，需要对理论值进行简化处理，优化结果见 下表：
用户侧出水温度优化值
4.3冷却塔控制策略-存在问题
• 冷却塔控制策略主要有以下 3 种:设定阈值控制、温差控制、设定开启 时间控制 • 该系统共配置三台相同型号的闭式冷却塔 • 系统实际控制时，采取的是设定阈值控制，通过设定热泵机组冷凝器 进口温度阈值，来控制冷却塔的启停，即当冷凝器进口水温超过某一 设定值时，开启冷却塔进行辅助供冷（31℃、33 ℃ 、35 ℃ ）；当冷 凝器进口水温回落到设定温度值时，关闭冷却塔。
• 日运行能效比
DOEERU Qd Wd comp
DOEERS Qd Wd comp Wd pump Wd tower
冬季工况日运行能效比
数据分析-季节运行能效比
• 季运行能效比
SOEERU
Qs Ws comp
SOEERS
Qs Wscomp Ws pump Ws tower
4.4 整体联动控制策略
• 综合考虑系统全年运行耗电量及土壤吸放热不平衡率，选择运行最优 方案，即应用群控策略、用户侧出水温度控制策略及冷却塔控制策略： • 当冷凝器进口水温与外界空气湿球温度的差值为 4℃时，开启第一台 冷却塔； • 当冷凝器进口水温与外界空气湿球温度的差值为 5℃时，开启第二台 冷却塔；
检测期间热泵系 建筑 运行工况 统总制冷（热） 量（kWh） A 检测期间热泵 检测期间水 热泵系统典 机组耗电量 （kWh） 泵耗电量 （kWh） 型季节系统 能效比
制冷工况
制热工况
12544.4
2500.0 9438.9 4796.6 61760.0 30646.4 39936.4 32558.3
相关专利的发表
设计师的关注
价标准》GB/T50801-2013
《可再生能源建筑应用测试评 价标准》DG/TJ08-2162-2015
设计与运行之间还存在较大的差异
1.3 地源热泵系统介绍
表1 建筑类型、系统特征及使用时间说明
序 号 A B
建筑类型
健身中办心 办公+商业
空调系统形式
地源热泵 地源热泵+冷水机组
• 不同的冷却塔控制策略会导致夏季向土壤排热量的不同，影响土壤吸 放热的不平衡率。现有冷却塔运行控制策略，缺乏相应的模拟或计算 的理论依据，需进一步分析。
4.3冷却塔控制策略-优化
针对阈值控制法和温差控制法提出几种阶梯控制策略， • 阶梯阈值控制法，通过设定不同的冷凝器进口水温阈值参数及阶梯梯 度，提出控制策略：28℃、30 ℃ 、32 ℃ ；34 ℃ 、36 ℃ 、38 ℃ ； 31 ℃ 、32 ℃ 、33 ℃ ；31 ℃、34 ℃、37 ℃。 • 阶梯温差控制法，通过设定不同的冷凝器进口水温与外界空气湿球温 度的差值及阶梯梯度，提出控制策：4 ℃、6 ℃、8 ℃；6 ℃、8 ℃、 10 ℃；4 ℃、5 ℃、6 ℃；4 ℃、7 ℃、10 ℃。
《可再生能源建筑应用示范项目测评导则》2008.9 《可再生能源建筑应用工程评价标准》GB/T50801-2013 《可再生能源建筑应用测试评价标准》DG/TJ08-2162-2015
• 检测结果-机组性能
表1地源热泵机组制热/制冷性能系数
制冷工况 建筑 A B C D 机组平均制 机组平均输入 冷量（kW） 功率（kW） 1000.6 794.0 965.0 1291.4 制冷性 能系数 5.1 4.7 6.1 4.3
制热工况 机组平均制 机组平均输 制热性 热量（kW） 入功率（kW） 能系数 650.2 709.6 957.7 1145.1 186.61 229.8 203.6 299．8 3.5 3.1 4.7 3.8
194.83
167.7 160.1 299.6
• 检测结果-系统性能
表3 地源热泵系统典型季节系统能效比
100m，孔径150mm，埋管间距4.5m*4.5m，回填材料采用专用的土、
砂混合物。 末端设备采取空调箱与风机盘管加新风系统
数据监测情况
BA监测系统及测点布置：监测参数为 两台热泵机组的蒸发器和冷凝器进出 口水温、地埋管回水温度、冷却塔回 水温度、用户侧流量、地埋管侧流量、 冷却塔侧流量、热泵机组小时电耗、 循环水泵小时电耗、冷却塔小时电耗。 时间：2013.11-2014-9
谢谢！
综合机组群控策略、用户侧出水温度和冷却塔的联动优化控制，可以使
年运行耗电量节省 7.53%（23256.1kWh）。 加强对地源侧温度的监测工作，时时关注地源侧温度的变化，做出相应
控制策略，以提高地源热泵机组实际运行效率。
加强地源热泵系统实际运行管理，对系统进行定期维护。提高物业管理 人员的专业素质，制定培训计划，进行有效管理，减少运行与设计之间 的差异。
修正后的
3. 地源热泵系统的运行特征-以C建筑为例
C建筑为办公建筑，分为东楼和西楼，东楼地下一层、地上五层，西楼地 下一层、地上四层。总建筑面积为21959m²(其中地上部分13152m² )，建 筑总高度为23.95m。
C建筑的空调设计情况
建筑设计冷负荷为2000kW；设计热负荷为1000kW。 空调冷热源为两台地源热泵主机（名义制冷量1203.5kW，名义制热量 1204.4kW）与三台辅助闭式冷却塔（处理水量83.3*3m³ /h）相结合的 形式。 冬夏季工况由管路阀门切换控制，夏季地埋管与冷却塔并联。 地埋管容量按冬季热负荷设计，共设置垂直单U管223个，有效深度
基于地源热泵系统性能实测分析 的调控研究
李翠,李峥嵘，傅强 日 期：2016.11.10
主要内容
• 1. 背景介绍
• 2. 地源热泵系统检测概述
• 3. 地源热泵系统的运行特征
• 4. 地源热泵系统的调控策略
• 5. 地源热泵系统运行与管理建议
1. 背景介绍
• 1.1 地源热泵的快速发展
快速发展阶段： 2005年至今 推广阶段：21 世纪初-2004年
2532.8
783.6 1995.6 1608.9 10246.4 6515.2 9257.2 9593.15