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５４．３１ＧＪ。
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５３．９ＧＪ。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５３．６ＧＪ。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。２ＳＧＣＨＰ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

ｌ工程建设与设计
『ｏｓｕｔｎＤｓａｏｒｅＣｎｔｃｏ＆ｅｇＦｒｏｃｒｌｉＰｊｔ
ห้องสมุดไป่ตู้
土壤源热泵系统的地埋管热平衡分析
ＨｅｔＢａａｃａｌｎｅＡｎａｙｉｏｎ－ｏｒｅＨｅｔｕｍｐｌｓｓｉＧｒｕｄｓｕｃａｎＰ
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。
２２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。Ｒｔ￣ｒＰ等口的相关研究ｏｔｍａＳ］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ＬＶＥ高端别墅项目，ＡＩ” 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

同济大学张旭等人从 1999 年开始在美国联合技术公司(UTC)的资助下进行了为期多年的一项土壤-太阳负荷热源的研究重点针对长江中下游地区含水率较高的土壤的蓄热放热特性进行测试同时李元旦等人在同济大学建成的大型土壤源热泵实验台上进行了冬季供热等方面的研究[13]
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

严寒地区土壤源热泵系统热平衡问题分析

ｍ，４Ｘ４阵列的埋管群作为分析对象建立模型来计算．计算区域如图１所示，水平与垂直方向均为３５ｍ．将
收稿日期：２０１２ — ０９— １２．作者简介：王鹏轩（１９８９一），男，吉林省长春市人，在读硕士研究生
保持室内温度满足舒适性的同时，使土壤温度升高．严寒地区冬季寒冷供暖期长，夏季凉爽供冷周期短，系统长期在供热／制冷不同工况下交替循环．由于严寒地区全年冷热负荷的不均衡性，导致热泵系统从土壤中的
取热量大于排热量，土壤温度场会出现“ 热失衡” 现象．系统长期运行后，会使土壤换热器周围的土壤温度不断降低，影响热泵系统工作效率，这就是土壤源热泵系统的热平衡问题．近年来，许多学者为解决这一问题进行了大量研究工作．扬州大学杨卫波【ｌ等以一典型的钻孔间距为５
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｇｒｏｕｎｄ－－ｃｏｕｐｌｅｄｈｅａｔｐｕｍｐｓｙｓｔｅｍａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｅｖｅｒｅｃｏｌｄｒｅｇｉｏｎｓｗｈｅｒｅｈａｓａｈｕｇｅｈｅａｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔａｋｉｎｇａｎｄｒｏｗｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅｓｏｉｌ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｈｅｔｅｍｅｒ－ｇｅｎｃｅｏｆｔｈｅｍａｒｌｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｐｒｏｂｌｅｍＡｔｈｅｔｍｅａｎｔｉｍｅ，ｉｔｒａｉｓｅｄａｃｃｅｐｔａｂｌｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓｔｏｓｏｌｖｅｈｅｔｇｒｏｕｎｄ—ｃｏｕｐｌｅｄ

饱和含水冻土区埋地管道水热耦合数值模拟

材料，可极大降低融化深度，保护管道安全运行．关键词：冻土区；埋地管道；温层；水热耦合；保数值模拟中图分类号：Ｅ６Ｔ８７文献标识码：Ａ
动量怛、量万程守恒方程如卜：能
在温度场与水分场耦合问题的研究中，经常假设土壤在空间上是分层均质的，土壤含水量较小，均匀分布各向同性．冻土层作为隔水层，无地下水补给及其他边界的水分补给和排泄作用，土层含水量各稳定．但实际多年冻土具有较强的源汇作用，水分场是不可忽略的因素．１以往只考虑其单一输运，］未讨论二者耦合效应．土壤中温度分布不均，不仅导致热流，而且影响水分流，尤其在多年冻土区，土壤温度引起水的相变更加明显．ｊ水分迁移同样伴随热
（ｃ１Ｉ＋Ｉ）
ｐｇｔＴ一ｅ．ｆｏ（ｆ）
（）３式中＇Ｕ别为Ｕ在，－，分ＵＹ方向上的速度矢量，
程流体密度变化符合ｂｕｓｅｏｓｎｓｉｑ假设，低速渗流时，
水分迁移符合达西定律，忽略由相变融化引起的速
（
１Ｉ绛Ｉ）＋
＋Ｖ．州（ｐ
（２）
＋
水热耦合方程．
一＋・ｘａ）ａ（ｇ＋ｐ／ｒ
１数学模型
以下为饱和冻土多孔介质水热耦合控制方程．土壤孔隙是指孔隙中完全充满水时水的质量与固体颗粒质量之比．设土体各相均质连续，假相变过
量流．析水热场耦合迁移运动，建立符合实际的分需

土体冻融过程中水_热_力三场耦合本构问题及数值分析

G = ϕ (Gs , Gi )
损伤演化规律借助于混凝土损伤的一些研究结果[10]，用双参
⎛ ⎛ ε ⎞n ⎞ D = 1 − exp ⎜ − ⎜ ⎟ ⎟ ⎜ ⎝a⎠ ⎟ ⎠ ⎝
数的 Weibull 分布表示冻土材料的损伤量 D 为： (7)
式中： ε 为应变， n 和 a 分别为形状参数和尺度参数，均为非负数。经推导，可得： n⎞ ⎛ ε ⎞ ⎜ 1⎛ ⎟ ⎜ ⎟ D = 1 − exp ⎜ − ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ n⎝ε f ⎠ ⎟ ⎝ ⎠
———————————————
收稿日期：2005-06-07；修改日期：2005-09-19 基金项目：国家自然科学基金(10202001)；中科院知识创新工程重大项目(KZCX1-SW-04) 作者简介：*朱志武(1974)，男，甘肃文县人，博士，从事爆炸技术与冻土三场耦合的研究(E-mail: zzw4455@)；宁建国(1963)，男，北京人，教授，博士后，博导，从事冲击动力学及损伤与断裂力学等方面的科研与教学工作；马巍(1963)，男，兰州市人，研究员，博士，博导，从事冻土力学及冻土工程中任意点的应力
σ 与冻土的弹性模量、极限强度、应变峰值及该点
的应变有关。冻土的损伤形状参数 n 是弹性模量 E 和割线模量 E m 的函数，一般可由实验或细观力学方法加以确定。
(3)
140
工
程
力
学
2 路基冻结三场耦合数值分析
2.1 控制微分方程若路基土在冻结过程中没有外载荷作用，忽略基土中的水气迁移、热量对流和蒸发耗热，则描述冻土路基的温度场的热流输运方程为[11]： ∂θ ∂T ∂ ⎛ ∂T ⎞ ∂ ⎛ ∂T ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ + Lρ i i C = + λx λy ⎜ ⎟ ⎜ ∂t ∂ x ⎝ ∂x ⎠ ∂ y ⎝ ∂y ⎟ ∂t ⎠

水热耦合对冻土区埋地管道土壤温度场的影响

ＣＨＥＮＸｉｏｈｎ，ａ —ａ
ＭａＧｉａｇＤＵＭｉｇｕｕ－ｎ，ｙｎ－ｎｊ
Байду номын сангаас
（ｃｏｌｆｔｒｇ — ｒｎｐｒａｄｃｉｃｒｎｉｅｒｇＬａｎｎｈｈａｉｒｉ，ｉｎｎｕｈｎ１３０，ｈｎ）ＳｈｏｏｏａｅＴａｓｏｔｎｈｔｔｅＥｇｅｎｉｉｇＳｉｕｖｓｙＬａｉｇｓｕ１０１ＣｉａＳＡｒｅｕｎｉｏＵｎｅｔｏＦ
ｃａｇｓｏｅｔｍｐｒｔｒｅｄｏｏｅｏｌｒｕｄｕｄｒｒｕｄｐｐｌｅｈｅｚ — ａｐｏｅｓａｄｔｅｃａｇｈｎｅｆｈｅｅａｕｅｆｌｆｚｎｓｉａｏｎｎｅｇｏｎｉｅｉｓｉｔｅｆｅｅｔｗｒｃｓ，ｎｈｎｅｔｉｒｆｓｎｎｒｈｈ
第３第６期９卷２１０１０年２月
当
代
化
工
Ｖｏ１９，Ｎ．３ｏ．６Ｄｅｍｂｃｅｅｒ，２０１０
Ｃｏｅｎｔｍｐｏｒｙｈｅｃａ１ＩｒａＣｍｉｎｄｕｒｓｔｙ
水热耦合对冻土区埋地管道土壤温度场的影响
ＡｂｔａｔＡｅｚｎａｇｓｏｓｒｃ：ｒｆｅｉｇｄｍａｅｉａｃｍｍｏｒｂｅｆｒｐｐｌｅｕｅｎｆｏｅｎｅｇｏｎｒａｎｐｏｌｍｏｉｅｉｓｂｒｄｉｚｎｕｄｒｒｕｄａｅ．Ｗｈｎｔｅｎｉｒｅｈｔｍｐｒｔｒｒｐｅｏｆｅｚｎ，ｆｚｎｓｉｍｏｓｕｅｍｏｅｏｗａｄａｏｇｗｉｅｚｎｆｗａｅ，ｉｈｃｎｒｓｌｉｅｅａｕｅｄｏｓｂｌｗｒｅｉｇｒｅｏｌｏｉｒｖｓｆｒｒｌｎｔｆｅｉｇｏｔｒｗｈｃａｅｕｔｎｔｈｒ

土壤源热泵地下埋管换热器换热性能的分析的开题报告

土壤源热泵地下埋管换热器换热性能的分析的开题报告一、选题背景随着能源需求的不断增长和环境问题的日益突出，低碳环保成为了当前建筑节能的主要趋势。

而土壤源热泵系统作为一种高效、环保的能源利用方式，逐渐受到了人们的关注。

土壤源热泵利用地下深层土壤温度相对稳定的优势，通过地下换热器与空气热泵系统进行换热，并对房间进行供暖或制冷。

其中地下换热器是土壤源热泵系统的核心部件，其换热性能直接影响整个系统的效率和稳定性。

因此，本文将对土壤源热泵地下埋管换热器的换热性能进行探讨，为推广土壤源热泵系统的应用提供理论支持。

二、研究目的本文旨在研究土壤源热泵地下埋管换热器的换热性能，包括测量地下埋管温度、分析土壤源热泵地下埋管换热器的传热机理、探讨影响换热性能的主要因素，并提出优化措施，以提高土壤源热泵系统的节能效果和环保性能。

三、研究内容1. 概述土壤源热泵系统的应用背景和现状；2. 研究土壤源热泵地下埋管换热器的传热机理，建立数学模型；3. 设计和制造试验装置，进行试验研究；4. 分析试验结果，得出土壤源热泵地下埋管换热器的换热性能曲线；5. 讨论影响换热器换热性能的主要因素，提出优化措施；6. 总结研究结果，并对土壤源热泵地下埋管换热器的应用前景进行展望。

四、研究意义1. 研究土壤源热泵地下埋管换热器的换热性能，有利于提高土壤源热泵系统的节能效果和环保性能，推广其应用。

2. 确定影响换热性能的主要因素，提供了优化设计和运行管理的依据。

3. 建立数学模型，为土壤源热泵系统的优化设计提供理论支持。

4. 研究结果可为维护土壤源热泵地下换热器的正常运行提供技术支持，减少运行费用和维护成本。

五、预期成果1. 建立土壤源热泵地下埋管换热器的换热性能数学模型，研究其换热性能曲线。

2. 阐述影响换热性能的主要因素，并提出优化措施。

3. 将研究结果应用于土壤源热泵地下换热器的设计和应用中，提高系统的效率和稳定性。

土壤源热泵桩基埋管换热器的传热分析和设计计算

土壤源热泵桩基埋管换热器的传热分析和设计计算张娇健【摘要】Soil source heat pump has clean, energy-saving and efficient characteristics, so it can decrease the environm ental crisis and energy crisis. The type of energy piles has been used w idely because it can save land and construction costs. It summarizes the research progress of heat transfer model for exchanger of energy piles, uses finite and infinite coilheatsource m odelto analyze the heattransferperform ance ofenergy piles,and contrastthe differences of two modelcalculation results.Finally energy piles ofsoilsource heatpum pare designed and calculated in a projectby the method offinite coilheatsource model.%土壤源热泵具有清洁、节能、高效的特点，能够有效缓解如今的环境危机和能源危机，而桩基埋管技术能节约土地和施工费用，近年来得到广泛应用。

总结了桩基埋管换热器传热模型的研究进展；利用有限长和无限长线圈热源模型分析了桩基螺旋埋管换热器的传热性能，对比两种模型计算结果的差异；利用有限长线圈热源模型，对某工程的土壤源热泵桩基埋管换热器进行了设计计算。

《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》

《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》篇一一、引言黄土高原寒冷地区，由于气候条件特殊，地源热泵的应用显得尤为重要。

地源热泵系统中的单U形地埋管换热器是整个系统的关键部分，其动态换热特性直接影响着地源热泵的运行效率及环境适应性。

因此，针对黄土高原寒冷地区的地源热泵单U形地埋管换热器的动态换热特性进行研究，不仅具有理论价值，更具有实际应用意义。

二、试验方法与材料本研究采用试验与模拟相结合的方法，对黄土高原寒冷地区地源热泵单U形地埋管换热器的动态换热特性进行研究。

试验过程中，我们选择了特定地段的黄土作为试验土壤，并按照实际工程中的地埋管布局进行布管。

试验设备包括地源热泵、单U形地埋管换热器、温度传感器、数据采集系统等。

三、试验过程与数据分析试验过程中，我们记录了不同时间、不同工况下的地埋管进出口水温、土壤温度等数据。

通过对这些数据的分析，我们发现：1. 在寒冷季节，地埋管换热器在运行初期，由于土壤温度较低，换热效率较低。

但随着运行时间的延长，土壤温度逐渐升高，换热效率也相应提高。

2. 土壤温度的日变化幅度对地埋管换热器的运行效率有显著影响。

在日温差较大的情况下，地埋管换热器的运行效率更高。

3. 地埋管深度对换热效率也有影响。

在一定深度范围内，随着深度的增加，换热效率有所提高。

但当深度超过一定范围后，由于土壤传热性能的降低，换热效率反而下降。

四、模拟研究为了更深入地研究地源热泵单U形地埋管换热器的动态换热特性，我们采用了数值模拟的方法。

通过建立地埋管换热器的物理模型和数学模型，模拟了不同工况下的换热过程。

模拟结果与试验数据基本一致，证明了模拟方法的可靠性。

五、结论通过试验与模拟研究，我们得出以下结论：1. 黄土高原寒冷地区的地源热泵单U形地埋管换热器在运行初期，由于土壤温度较低，换热效率较低。

但随着运行时间的延长和土壤温度的升高，换热效率逐渐提高。

2. 土壤温度的日变化幅度对地埋管换热器的运行效率有显著影响。

《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》篇一一、引言随着全球能源需求的持续增长和环保意识的不断提高，地源热泵系统因其高效、节能和环保的特点，正受到越来越多的关注。

黄土高原寒冷地区，由于其独特的气候和地理特征，地源热泵的应用和其换热器的性能研究显得尤为重要。

本篇论文主要探讨黄土高原寒冷地区地源热泵单U形地埋管换热器的动态换热特性，通过实验与模拟相结合的方式，分析其性能及影响因素。

二、研究背景及意义黄土高原地区因其特殊的地质条件和气候环境，对地源热泵系统的运行效率提出了更高的要求。

单U形地埋管换热器作为地源热泵系统的重要组成部分，其动态换热特性的研究对于提高整个系统的能效比、降低能耗、优化设计具有重要价值。

因此，本研究的开展不仅有助于推动地源热泵技术在黄土高原寒冷地区的应用，也为类似地区的地源热泵系统设计和优化提供理论依据。

三、试验方法与模拟研究（一）试验方法本研究采用实地试验的方法，在黄土高原寒冷地区设置地源热泵系统，并进行长期监测。

试验中主要关注单U形地埋管换热器的运行情况，包括进出水温度、流量、土壤温度等关键参数。

同时，通过改变地源热泵的运行工况，如供回水温度、流量等，来研究不同工况下换热器的动态换热特性。

（二）模拟研究本研究还采用数值模拟的方法，通过建立单U形地埋管换热器的物理模型和数学模型，模拟其在不同工况下的换热过程。

模拟过程中，考虑了土壤的热物性、换热器的几何尺寸、流体在管道中的流动状态等因素的影响。

通过与实际试验数据的对比，验证模拟结果的准确性。

四、实验与模拟结果分析（一）实验结果分析通过实地试验，我们得到了单U形地埋管换热器在不同工况下的动态换热数据。

分析发现，在供回水温度、流量等参数发生变化时，换热器的换热量、进出水温差等关键指标也会发生变化。

此外，土壤温度对换热器的性能也有显著影响，土壤温度较低时，换热器的换热效率会降低。

（二）模拟结果分析数值模拟结果显示，单U形地埋管换热器的换热量、进出水温差等指标与实验结果基本一致。

严寒地区空气源结合水源耦合式热泵系统的应用研究

严寒地区空气源结合水源耦合式热泵系统的应用研究严寒地区空气源结合水源耦合式热泵系统的应用研究随着我国经济的快速发展和城市化进程的推进，能源消耗日益增加，对环境资源的压力也越来越大。

传统的采暖、供热方式普遍使用的燃煤、燃油等传统能源，不仅排放大量二氧化碳等温室气体，还存在易燃、易爆、污染环境等诸多问题。

因此，寻找一种高效、环保、可持续的供热方式已经成为当务之急。

其中，空气源热泵技术作为一种新的环保型供热方式，受到越来越多人的关注。

然而，在严寒地区的应用过程中，空气源热泵系统面临着许多问题。

例如，极端低温环境下，空气源热泵的供热效果不理想，热量输出不稳定，能耗较大等。

为了解决这些问题，研究者们开始探索结合水源的耦合式热泵系统，以提高系统的供热效果。

严寒地区空气源结合水源耦合式热泵系统，首先利用空气源热泵技术，通过从大气中吸收热量，再经过压缩和膨胀等过程，将低温热量提升为高温热量，以满足供暖和供热的需求。

然而，由于在极端低温环境下，空气源热泵的供热效果不理想，因此引入水源来提高系统的供热效果。

该系统利用水源加以辅助，将水源中的热量与空气源热泵中的热量相结合，通过内外循环方式，提高了整个系统的供热效果。

具体而言，系统通过将水源与空气源的热量进行热交换，在水源中提取出的热量再经过压缩和膨胀等过程，使其温度升高，然后再通过外循环方式输送到供热设备。

这样一来，不仅提高了系统的供热效果，还降低了能耗。

严寒地区空气源结合水源耦合式热泵系统的应用研究表明，该系统能够有效解决在极端低温环境下空气源热泵的热量输出不稳定的问题。

通过引入水源来提高供热效果，能够在寒冷的冬季中为用户提供稳定、舒适的供暖和供热服务。

同时，该系统还具有环保的特点，减少了传统能源的使用，降低了温室气体的排放量，对环境资源有着积极的影响。

然而，严寒地区空气源结合水源耦合式热泵系统仍然存在一些问题需要进一步解决。

例如，水源的选择和质量对系统的影响较大，需要进行精确的测量和监控。

严寒地区太阳能土壤耦合热泵系统的蓄热研究

如下：
热器全年的换热量出现不平衡的现象时，长期积累，影响地下换热器的换热性能，甚至使地源热泵系统失效。对于采暖热负荷比较大的建筑，在一年的运行周期中应有热量对地下换热器补充热量，而太阳能是可以用于补充热量的清洁能源。为了提高系统的经济性，可采用太阳能与土壤源热泵联
关键词：土壤源热泵；太阳能；蓄热；严寒地区
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｔｈｅｗｏｒｋｍｏｄｅｓｏｆｓｏｌａｒｇｒｏｕｎｄｃｏｕｐｌｅｄｈｅａｔｐｕｍｐｓｙｓｔｅｍ，ｈｅａｔｓｔｏｒａｇｅｐａｒｔｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｃｕｓｉｎｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙａｎｄｓｏｉｌｈｅａｔｓｔｏｒａｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｎｄｄｒａｗｉｎｔｈｅｃｏｌｄａｒｅａ
ｐｅｒｓｑｕａｒｅｍｅｔｅｒｏｆｃｏｌｌｅｃｔｏｒａｒｅａｏｆｈｅａｔｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｉｓ４４２３ＫＪ，ｗａｙｓｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｓｏｉｌｈｅａｔｂａｌａｎｃｅｉｎｓｅｖｅｒｅｃｏｌｄａｒｅａ。

土壤源热泵系统中地埋管换热器热平衡问题及解决方案

１地下土壤热失衡的原因
我国幅员辽阔，地域建筑物在一年之中的各冷、热负荷相差甚大。冬季通过热泵提取地下的
温度降低１会使制取同样热量的能耗增加３ｏＣ，％
～
４。同理，于南方地区，％对由于夏季空调冷负
ＨｅｔＢａａｅＰｒｂｅｒｕｅｔＥｘｈｎｅｎｄＳｌｔｏｓｉａｌｎｃｏｌｍＧｏｎｄＨａｃａｇｒａｏｕｉｎｎＧｒｕｏｎｄ — ｓｕｒｅＨｅｔＰｕｐＳｙｔｍ — ｏｃａｍｓｅ
向土壤的排放热量。此时，了使土壤能够维持为
作者简介：龙华，业于黑龙江省机械制造学校，炉制造专业，就职于华洁公司，事新能源开发工作。范毕锅现从
４４
第１期
Hale Waihona Puke 范龙华，：等土壤源热泵系统中地埋管换热器热平衡问题及解决方案
ＫｅＷｏｄ：ｒｕｄ—ｓｕｃｅｔｐｍｐ；ｂｒｄｔｂｘｈｎｅ；ｃｅｃｅｔｆｐｒｒｎｅ；ｅｅｇｙｒｓｇｏｎｏｒｅｈａｕｕｉｕｅｅｃａｇｒｏｆｉｎｅｏｍａｃｅｉｏｆｎｒｙ
负荷基本相等，因此，直地埋管地源热泵的最佳垂使用区域是夏热冬冷和冬夏冷热负荷相当的地
区。在寒冷地区由于其冬季热负荷大于夏季冷负荷，成热泵从地下土壤的吸热量大于夏季向土造壤的排热量，致使土壤温度逐渐降低、备耗功率设上升、热性能系数ＣＰ降低，供Ｏ一般情况下，土壤