地源热泵空调系统在温室中跨季节蓄热运行的性能

温室作为设施农业的主体,其温度调节尤为重要。通过地源热泵空调系统,对温室进行跨季节蓄热,高效节能,清洁环保。以北京某温室及其地源热泵空调系统为研究对象,分析跨季节蓄热系统在温室中的运行性能。采用DeST软件进行建模,分析负荷和室温变化规律,确定系统的运行特性,再结合工程实际数据,探究地源热泵空调系统的运行效果,分析系统运行的稳定性。结果表明,全年热、冷负荷总量比值为1.0:1.1,可实现温室能源跨季节的自供给利用;温室室温维持在20.0～25.0℃,能够满足高档花卉的生长温度需求;热泵源侧进水温度维持在11.4～23.7℃,可以满足相关规范要求;全年地埋管处土壤温度升高1.3℃,变化相对稳定。综上可知,地源热泵系统在温室中运行效果显著,稳定性较强,具有良好的经济和节能减排效益。     

温室地源热泵温度控制系统设计

本文介绍了温室地源热泵空调系统,该系统以可编程逻辑控制器（PLC）为控制系统核心,并用计算机对运行状况进行观测、调节地源热泵温室空调控制系统。该控制系统利用室内外大气温度数据来确定系统所处的工况,实现对热泵机组、循环水泵等的运行控制,同时系统根据水源侧循环水的温度、压力调节水流流量,根据负荷侧空调使用情况调节运行状态,以此实现整个系统的节能和高效运行。     

太阳能与地源热泵联合温室大棚系统的设计

温室大棚是现代农业中不可替代的技术,但其受天气影响比较大,采用太阳能—地源热泵联合系统作业的方式,可充分利用二者的优势,使得温室大棚一年四季稳定运行。为此,设计了太阳能与地源热泵联合温室大棚系统及该系统的PLC控制回路,并对其可行性进行了简要分析,可为后续太阳能—地源热泵联合系统在温室大棚中的应用提供参考。     

浅层地能热泵技术在农业设施中的应用研究

浅层地能(热)(Geothermal Energy)是地表浅层(土壤、地下水)吸收太阳能、地热能而蕴藏的低品位热能(<25℃)。它有别于传统深层(<5km)地热能,基本不受地域和气候的影响,其温度相对恒定,是1种非常重要的新能源。开发利用浅层地能(热)已经成为我国未来供暖与制冷替代能源的首选。本文重点介绍开发利用这种浅层地能的价值,率先把浅层地能热泵技术应用到农业设施中进行了试验研究。我们在西三旗生态园的设计中采用了地源热泵机组,在地面开设冷热源抽灌井,并配置以井水作为中间介质与地下恒温岩土进行热交换的能量循环采集系统,在生态酒店内设置能量提升及释放单元。对西三旗生态酒店地源热泵冬季使用状况进行测试,通过测试温度、湿度等指标来检测温室地源热泵能耗情况,并与相同情况下的常规空调所需能耗做比较,通过实际检测得出地源热泵冬季采暖节能比使用常规空调节能30%左右。     

南京地区玻璃温室中地源热泵的加温效果及效益分析

为研究低纬度地区玻璃温室中地源热泵系统应用的可行性,在南京市溧水区的玻璃温室中进行了地源热泵系统加温试验。结果表明,地源热泵系统能够有效增加玻璃温室内的温度,制热系数达到3.39,较传统的燃煤锅炉加温平均节能36.38%;冬季使用地源热泵系统加温日运行费用为0.24元/m2,低于采用燃煤锅炉加温的日运行费用0.29元/m2。     

温室太阳能与空气源热泵联合加温系统的试验

为了探索太阳能、空气源热泵技术在设施农业领域的应用方法和发展潜力,寻求解决温室加温费用高、存在污染等问题的方法,对一种用于温室的太阳能和空气源热泵联合加温系统进行了实验研究,介绍了系统的总体设计和试验方法,并在昆明地区对系统性能和温室加温效果进行了实验。结果表明：在昆明地区最冷月1月,蓄热水箱平均水温可达41.1℃,空气源热泵运行时,制热系数COP平均值均在3以上。无论晴天还是阴天,温室都能够满足作物生长需求。为太阳能空气源热泵联合作为温室有效的加温系统提供了一定的理论依据。     

地源热泵在设施农业中的应用

综述了地源热泵的概念、类型和特点及其在设施农业中的应用,包括地源热泵在温室中与湿帘、太阳能结合的运用等。     

地源热泵空调系统在日光温室中的加温效果

本试验通过对比测量有无地源热泵系统的两栋日光温室内的温度、空气湿度等环境因素.分析评价了地源热泵系统在日光温室冬季应用的效果.结果表明:在室外最低气温-8.8℃的条件下,热泵温室内的平均气温可达到21.5℃,比对照温室平均气温高13.7℃.比室外平均气温高23.9℃.热泵温室内的相对湿度在48%～74%范围内变化,其平均相对湿度较对照温室低20%,比室外条件低31%.地源热泵系统运行时,其制热系数COP为4.16.由此可见,应用地源热泵系统进行加温,其目光温室内的温度和湿度不仅可以满足作物生长发育的需要.而且系统供热性能较高,节能效果较好.     

太阳能-土壤源热泵空调系统研究

提出了太阳能—土壤源热泵空调系统的概念,研究了该系统的工作原理。对地源热泵和热管式太阳能集热器的热力计算方法进行了理论分析;结合工程实例,介绍了太阳能地源热泵空调系统的设计思路和运行方式。     

地源热泵加热系统在油田的应用研究

在原油集输加热中,地源热泵加热系统可用于替代传统的燃油或燃气锅炉加热方式,起到节能减排的效果。研究了地源热泵在油田采油井中的应用,结果表明,在采油井中使用地源热泵系统替代锅炉为外输油加热完全可行,适合于在油田中进行推广和应用。     

EED地能设计软件的工程应用分析

换热器的设计是地源热泵空调系统设计的关键。目前,在地热换热器的设计计算方面缺少系统的理论研究。本文在北京北务开发区建立了地源热泵实验系统,利用数据采集装置对系统的冬季运行数据进行实时采集,并将一种新型地能设计软件(EED)用于该工程的设计和计算,模拟出循环液体的温度和其它设计参数。此外,本文还进行了实验数据与理论数据的比对,分析了造成数据差异的原因,为该设计软件的进一步推广和应用提供了依据。     

太阳能-水源热泵联合加热温室系统研究

为了探索太阳能-水源热泵技术在设施农业领域的应用方法和发展潜力,寻求解决温室加温费用高、存在污染等问题的方法,对一种用于温室的太阳能和水源热泵联合加温系统进行了试验研究。结果表明:此项研究对太阳能-水源热泵这项新能源技术在农业领域的应用具有重要的意义,可减少连栋温室水源热泵加温系统一次性投资和运行成本,降低能源消耗,为太阳能水源热泵联合作为温室有效的加温系统提供了一定的理论依据。     

太阳能-土壤源热泵系统计算软件的开发与应用

通过混合应用线热源和圆柱源理论,建立了太阳能-土壤源混合式热泵系统的数学模型,并通过应用该模型,在Visual Basic语言基础上开发出了相关的计算软件。该软件在给定负荷的条件下不仅可以对单独的土壤源热泵系统进行设计与预测,还可以在已知当地日照的情况下对太阳能与土壤源热泵联合运行的情况进行设计。     

新型农村地源热泵地埋管换热器的传热模拟

[目的]更好地模拟地源热泵地埋换热器的换热状况。[方法]介绍了3种地源热泵地埋管换热器的传热模型(线热源模型、圆柱热源模型和Eskilson模型),以宁波市鄞州区冬天供热为例,选择适当的传热模型进行数据模拟,得出了地埋管周围土壤温度场分布。[结果]地源热泵系统连续运行一段时间后,地埋管周围半径为0.8 m的范围内温度场会呈现强烈的变化,该区域以外的地方温度变化越来越小,直至接近于土壤的原始温度;浅层地表土壤原始温度场分布与深度呈指数关系,当深度达到一定程度后,土壤基本上维持恒温状态,比当地年平均气温高1~2℃。[结论]该研究为新型农村地源热泵中央空调工程设计和运行提供了理论参考。     

地源热泵系统在输气站场内的应用及节能分析

输油气站内生活采暖和制冷设备大多是电暖器和空气源热泵,能耗较高.从节能角度出发,分析了地源热泵技术的工作原理、工作过程及其相对于空气源热泵的优势.以北京某输气站为例,根据站内地质、气候特征,按照埋地换热器、负荷、流量设计计算方法,确定设备型号、传热介质类型及地埋管布局,在输气站内设计建造地源热泵系统.按照有关标准,对该系统进行节能监测,并分析其节能效果,结果表明:与空气源热泵相比,该系统节能率为27.62％;与电暖器相比,节能率可达63.81％,节能效果明显,长期运行经济效益可观,具有推广应用价值.     

石家庄地区地源热泵与太阳能复合空调系统的应用研究

针对我国北方地区地源热泵空调系统普遍存在的热平衡失调问题,设计了一款地源热泵与太阳能复合空气调节系统,并于2010年在石家庄市的老年公寓工程改造中应用。结果表明该系统效果良好,改造后比改造前地埋管换热器初始出水温度提高6℃;最低出水温度提高5℃;地源热泵机组能效比由1.67提高到3.82;冬季运行费用由20元/m2降低至11元/m2;该工程冬季总运行费用由5万元降低至2.75万元。该实例证明该系统结合了地源热泵和太阳能的各自优点,在石家庄地区应用效果明显,并且用于太阳能系统的初投资4.5万元一年后已收回成本,有推广应用的价值。     

太阳能与热泵技术在原油加热系统的应用

利用燃油、燃气加热炉加热原油会造成能源浪费和环境污染,以太阳能和回注水热交换所获热量为高温水源热泵的低温热源,以电加热器为备用热源,用于集输原油的循环加热,可以达到节能减排的目的。分别建立了太阳能集热器和高温水源热泵的数学模型,采用Matlab中的Simulink仿真技术建模,输入现场运行参数进行仿真,通过模拟仿真预测太阳能与热泵联合供热系统的运行情况,并将模拟运行结果与其他供热系统进行经济性比较。结果表明:太阳能与高温热泵联合供热系统的制热温度达75℃,制热系数达3.5,年运行费用较电锅炉加热节省40.23×104元,增加的投资14个月即可收回,经济效益比较显著。     

地源热泵长期运行对生态环境的影响

基于解析解理论,得出垂直埋管周围土壤温度场分布解析表达式。分析当钻孔外传热达到稳态时,钻孔壁温度的变化,由此分析土壤温度变化,得出土壤温度持续变化对大地热流及土壤本身的物性参数的影响,并会造成对土壤中微生物环境、植物生存环境的影响,进而会影响到整个生态环境。最后,提出在地源热泵推广过程中应注意的问题及采取的相应措施。