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由于土壤冬夏吸放热量的不同而带来的土壤冬夏热不平衡问题正日益受到关注,其所导致的土壤逐年温升(降)使得热泵机组的能效逐年降低,甚至多年后机组无法运行,因此本课题拟从理论和实验两方面展开研究。从理论研究角度,进一步完善地埋管的热渗耦合传热模型,对地埋管传热的各影响因素进行定量分析,并在此基础上,提出土壤热平衡问题的解决思路和方法,重点在于系统的运行控制策略,尤其是地埋管的运行排数控制。此外,基于地下埋管换热器的热渗耦合传热模型,开发地下埋管换热器通用设计计算软件,完善地下埋管的设计计算过程;从实验研究角度,通过系统长期运行来探寻土壤热平衡问题的影响因素,诸如负荷、控制策略等,从而有效地解决该问题,为土壤源热泵在我国的发展与应用提供理论基础和技术支持。
批准号 |
50806052 |
项目名称 |
基于土壤热平衡问题的土壤源热泵理论与实验研究 |
项目类别 |
青年科学基金项目 |
申请代码 |
E0607 |
项目负责人 |
范蕊 |
负责人职称 |
副教授 |
依托单位 |
同济大学 |
研究期限 |
2009-01-01 至 2011-12-31 |
支持经费 |
21(万元) |
如为竖埋管则30米太潜,故换热达不到,根据规定应不少于40米,间距至少3.5米,如室外面积很大可考虑水平埋管;至于冬天地埋侧运行工况,有的机组在-2.6-0摄氏度,需加防冻液,3-5度的进出水温度确实...
你好,很好用的。我家饭店用的就是这种中央空调,产品不仅质量好,价格也比较优惠。牌子也多种多样,质量有保证,价格又实惠。服务态度又好。价格也比较优惠,服务也很周到,用户的口碑也很好。性价比很高,外界的评...
土壤结构类型有团粒、核状、块状、柱状、棱柱状、片状。 适宜的土壤团聚体直径和含量与土壤肥力的关系,因所处生物气候条件不同而异。在多雨和易渍水的地区,为了易于排除土壤过多的渍水,水稳团聚体适...
土壤源热泵供暖运行性能的实验研究
土壤源热泵供暖运行性能的实验研究——通过土壤源热泵系统全年冬夏暖冷联供中冬季供暖运行实验结果,得出了土壤温度变化规律和地埋管换热运行性能参数,初步比较了不同管型换热效果,分析了系统运行性能系数和节能效果。
土壤源热泵地下换热与热平衡的几个技术问题探讨
土壤源热泵地下换热与热平衡的几个技术问题探讨——本文主要对土壤源热泵地下埋管换热的放热与取热能力、土壤热物性以及地下水的流动对土壤换热能力影响进行了分析,对长江流域土壤热平衡问题处理与系统运行的效率进行比较。
本书主要阐述了 土壤源热泵的基本原理、相关理论、设计方法以及应用技术,内容包括土壤源热泵的概念、土壤源特性分析、岩土热响应测试、地埋管换热器传热理论与模型、地埋管换热系统设计、土壤热平衡问题及其控制、地埋管换热系统施工、系统运行能效测评及运行维护管理,并介绍了部分土壤源热泵工程实例。本书系统性与实用性相结合,反映了土壤源热泵领域新的科学研究成果和工程应用进展。
本书可供从事土壤源热泵的研究、设计、施工及运行管理人员使用,也可供建筑、环境与能源应用工程等相关专业院校师生参考。
土壤源热泵技术利用地球表面浅层地热资源作为冷热源进行能量转换,而地表浅层是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能,相当于人类每年利用能量的500多倍,且不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。这是储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,也是清洁能源。与地面上环境空气相比,地面5m以下土壤温度全年基本稳定且略低于年平均气温,可以分别在夏冬季提供相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。所以从热力学原理上讲,土壤是一种比环境空气更好的热泵系统的冷热源。而且土壤源热泵系统不会把热量、水蒸气及细菌等排人大气环境,符合当前可持续发展的战略要求。通常土壤源热泵消耗lKW的能量,用户可以得到4KW以上的热量或冷量,这多出来的能量就是来自土壤的能源。另外,地能温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性。据美国环保署EPA估计,设计安装良好的土壤源热泵,平均来说可以节约用户30%~40%的供热制冷空调的运行费用。高效的土壤源热泵机组,平均产生1冷吨的冷量仅需0.88kW的电力消耗,其耗电量仅为普通冷水机组加锅炉系统的30%~60%;
与传统空调系统相比,每年运行费用可节约40%左右。采用土壤源热泵系统,由于土壤的温度理,土壤源热泵可以比风冷热泵具有更高的效率和更好的可靠性,其热源温度全年较为稳定,一般为l0-25℃。而且土壤源热泵系统可用于供暖、空调,还可提供生活热水,一套系统可以替换原来的锅炉、空调制冷装置或系统,一机多用;不仅适用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅的供热和空调。此外,机组使用寿命长,均在20年左右;机组紧凑、节省空间:维护费用低;自动化控制程度高,可无人值守。土壤源热泵中的热源不是指地热田中的热气或热水,而是指一般的常温土壤,所以对地下热源没有非凡要求,可在中国绝大部分地区应用。
土壤源热泵系统的COP值一般在3~6左右,与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右,其运行费用为普通中心空50%~60%。
机房占地面积小,节省空间,可设在地下;
土壤源热泵系统利用地球表面浅层地热资源,没有燃烧,没有排烟及废弃物,情节环保,无任何污染,土壤源热泵的污染物排放,与空气源热泵相比,相当于减少40%以上,与电供暖相比,相当于减少70%以上,假如结合其它节能措施节能会更明显。虽然也采用制冷剂,但比常规空调装置减少25%的充灌量;土壤源热泵系统属自含式系统,即该装置能在工厂车间内事先整装密封好,因此,制冷剂泄漏机率大为减少。该装置的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,安装在绿地、停车场下,没有燃烧,没有排烟,也没有废弃物,不需要堆放燃料废物的场地,且不用远距离输送热量。土壤源热泵系统没有冷却塔和其它室外设备,没有中心空调集中占地问题,节省了空间和地皮,为开发商带来额外利润,产生附加经济效益,并改善了建筑物的外部形象;
机组内部及机组与系统均可实现自动化控制,可根据室外温度变化及室内温度要求控制机组启停,达到最佳节能效果,同时节省了人力物力;
可自主调节机组,能够任意调机,投资者可按需要调整供给时间及温度,完全自主;
一机多用,即可供暖,又可制冷,在制冷时产生的余热还可提供生活生产热水或为游泳池加热,最大限度的利用了能源。
土壤源热泵中央空调由室内空气处理末端设备、土壤源热泵机组和地热能系统三部分组成,以岩土体、地下水和地表水为低温热源,通过循环液体在封闭地下埋管中的流动,实现系统与大地之间的热量交换。