土壤源热泵空调系统的运行测试研究

地源热泵空调系统运行测试分析文/任亚兵摘要:地源热泵空调系统的控制在提高空调质量方面发挥了很大的作用,为了提升空调的使用成效,做好空调的运行测试是很重要的,因此,本文笔者对地源热泵空调系统运行测试进行分析,望给同行借鉴｡关键词:地源热泵;空调系统;运行测试一､空调系统介绍(一)室外地理换热管道换热系统这一系统的主要作用是使用垂直的换热系统,达到换热的目的,这种换热系统,一般来说,使用这种换热系统是可以实现快速的换热的,为在这一系统中,是使用的地下的活动,所以设备可以得到一定的保护｡在打通了一定范围的地理孔的时候,使用泥沙江土进行保护,对间距做好控制,同时还要选择合适的材料,这样的话就可以建设一种合适的地理换热系统,因为使用了那个系统,可以使用集水分庄做好装置的控制,这样的话,该系统就可以实现需要的功能｡(二)冷热源设备冷热源的设备是使用多种空调末端系统的,在控制冷热的时候,这些仪器和设备可以起到很大的作用｡为了达到控制的效果,一般会使用两个或者是两者以上的设备作为控制器材｡因为空调的控制室是在机房中,所以水源的配置也是一对一的配置｡在使用这种配置的时候｡往往还会注意到辐射的控制｡(三)室内末端系统室内末端系统是置顶环缝和地板的末端系统,这种系统的使用一般是在工程室内进行的,因为不同的冷热源的效果是不同的,所以在制备的时候需要选择不同种类的生活热水供给源头｡同时,也要使用水泵的一对一装置,这样才可以达到末端控制系统的均衡｡表1室外设计参数表2室内设计参数(℃)表3建筑物的冷热负荷计算结果(kW)二､测试分析(一)测试内容测试的时候,主要使用的测试系统是检测部分和数据采集部分,因为在测试的时候,需要对测试的内容进行分别｡其中的参数的影响也是不同的,在施压的时候,压力传感器和温度以及流量的影响是无法忽略的,在实验的时候,4个测温点的以及不同的电阻的影响是不可以忽略的,在这种测温元件中,流量测量以及频率转化是不同种类信号之间的转化｡在实验的时候,岩土的温度和各种器材的电量耗费是测试的重点｡测试的时候,首先要测试室外的环境变化,包括室外温度,湿度以及流量等参数｡(二)数据处理方式和空调使用方式调整在处理数据的时候,需要根据能量守恒定律进行的,在使用设备的时候,首先要做好效能的分析和测评｡因为能量的供给和空调使用系统区别偶很大,在分析的时候需要根据系统实际情况进行极端｡同时,数据处理方式也要考虑到空调的测试特性,在现在的市面上是有很多的｡可以说,空调测试的时候,除了生产上对于空调的测试性控制之外,更重要的是人们在使用空调的过程中的很多习惯｡随意的浪费的使用习惯,比如一直开着空掉,不读空调进行维修,无论什么时候都要开空调,这样的行为方式从一中程度上来说是对空调的浪费,同时也是对资源和能量的过度的消耗｡保持一种新型的测试的空调的使用方式,是对空调的使用者的要求｡使用者应该清楚基本的空调使用的规律,比如在不同的环境下,空调的能耗是不同的｡在冬季和夏季最大的区别就是动机因为天气冷的原因,徐亚对整个环境进行加热,因此对于能量的消耗就比较多｡所以在动机的时候,就要对空调的试用方式有所了解,就可以减少能源的消耗了｡采用传统的方式不仅不会感到舒服,还会造成很多资源的浪费｡采用新型的空调使用方式,可以在很大程度上做好空调的基本情况测试｡(三)测试结果地下水侧温度辩护是比较大的,热源的变化影响了热源分析方式,是一种适合热泵的冷源｡同时,在测试阶段,如果温度在正常范围内变化,就是正常的波动｡在设置温度的时候,还要做好基本温度的设定｡温度会变化,进水温度一般也会在25摄氏度｡(四)测试结论在测试之后,我们得出的结论是空调系统在运行的时候温度变化是需要有测试的理念的,因为不同特性的材质的效果是不同的,为了达到预定的效果,在实验的时候需要结合实际的情况来控制｡对于空调来说,在运行的时候基本都是内部的系统的内核进行控制的｡如果能够减少系统的内存,降低系统的运行过程的消耗的能量,就可以及减少空调在使用过程中消耗的大部分的能量｡同时,优化了系统之后,对于除去系统以外的其他的零件,也可以降低他们的能耗,因为系统对这些零件做出的指令,将会控制他们进行测试,在实际的使用过程当中,既要控制系统的正常的使用,又要保证系统的测试无疑是困难的｡因此在设计系统的时候,可以借助其他的电器的对于测试系统的使用,比如冰箱和其他的大功率的用电器,他们具有相似的特点,可以帮助进行空调的系统的优化｡同时总结旧的空调系统的缺点,对于测试性差的空调进行研究,搞清楚这样的空调究竟是那一部分对能量的消耗较多,从而确定如何做出改造,才能保证空调的测试性｡三､测试要点(一)测试的时候控制好测试方式对于空调来说,在运行的时候基本都是内部的系统的内核进行控制的｡在测试的时候进行测试方式的控制方式需要对其中的系统内部构造进行分析｡因为系统的运行测试包括了很多方面的包括能量和设备的保护,所以在实验中,需要做好系统质量的提升,如果能够减少系统的内存,降低系统的运行过程的消耗的能量,就可以及减少空调在使用过程中消耗的大部分的能量｡同时,优化了系统之后,对于除去系统以外的其他的零件,也可以降低他们的能耗,因为系统对这些零件做出的指令,将会控制他们进行测试,在实际的使用过程当中,既要控制系统的正常的使用,又要保证系统的测试无疑是困难的｡因此在设计系统的时候,可以借助其他的电器的对于测试系统的使用,比如冰箱和其他的大功（下转第29页）季节空调设计温度℃通风室外计算温度℃平均温度室外平均风速(m/s)平均室外计算相对湿度冬季-12-5-1.6 3.450夏季33.23067夏季温度冬季温度起居室､客厅26±220±2卫生间28±222±2最大设计冷负荷平均冷负荷最大设计热负荷平均热负荷48.431.337.624.6节Plasma的状态，以加强离子的轰击效应所以Plasma的密度虽不是很高，但依然能达到较高的刻蚀速率、非等向性刻蚀、高刻蚀速率。

地源热泵空调系统试验
一、实验目的
1、了解地源热泵系统的工作原理及系统结构
2、掌握地源热泵制冷、制热工作过程及其性能系数（COP）的计算
二、实验内容与任务
地源热泵空调系统是以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机
图1 地源热泵空调系统示意图
本实验旨在通过对相关参数的测量，计算机组的功耗和制冷、制热量。

从而得出机组的性能系数（COP ）值，并对结果进行简要分析。

（1）计算热泵机组制冷（制热）量
公式： )(i o p w T T C m Q -=
（28-1）
Q －热泵机组制冷（制热）量（kW ）；
m w －循环水流量（kg/s ）；
C p －定压比热；
T o －用户供水温度（℃）；
T i －用户回水温度（℃）；
（2）计算设备功耗
公式： c c c V I W = （28-2）
W c －压缩机功耗（kW ）；
I c －电流（A ）；
V c －电压（V ）；
（3）计算COP 值
公式： c
W Q COP = （28-3）
COP －性能系数。

三、实验步骤
1、根据实验要求设计实验，确定记录哪些数据，以及记录数据的间隔时间
2、检查各测量装置是否正确连接，做好数据记录准备；
3、开启热泵机组；
4、打开计算机软件，开始根据实验设计扫描自动记录数据；
5、认真做好原始记录
四、实验要求
1、根据所记录的数据计算出热泵机组的COP。

2、根据室内送回风温度数值绘成室温变化图。

3、根据测量数据判断该系统的性能如何，并说明原因。

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。

间歇运行工况下土壤源热泵实验研究南京理工大学黄伙军，张少凡摘要：根据对南京地区土壤源热泵冬季运行性能的实测，对冬季制热工况间断运行特性与连续运行特性进行了实验研究。

实测结果表明：对于本文的钻孔埋管结构，其单位井深换热量为40.63 W/m～48.62 W/m，钻孔平均传热系数范围为3.22 W/m.℃～9.05 W/m.℃；与连续运行工况相比，间断运行工况在改善机组运行效率的同时，可以提高钻孔内埋管的换热能力。

关键字：土壤源热泵；实验研究0 引言土壤源热泵空调系统(Ground soil heat pump)利用地下土壤作为热泵的冷热源，通过室外埋地换热器中介质与土壤进行热量交换，从而实现由热泵对建筑物的供冷和供暖。

与传统空调系统相比具有环保、节能的特点。

在欧美等发达国家已发展得比较成熟，且进人实用与商业化阶段，近些年来在我国也得到了迅速发展。

国内一些单位对其进行了相关的实验研究[1-6]，并取得了一些成果，为其工程提供了有价值的参考依据。

本文结合南京理工大学暖通空调实验室的土壤源热泵实验系统的冬季实测，重点对土壤源热泵冬季运行特性进行实验研究。

以期为南京及江苏周边地区的土壤源热泵的应用设计提供依据。

1 土壤源热泵的构成及其工作原理土壤源热泵是热泵的一种，它是利用地下土壤作为热泵低位热源的热泵系统，其构成主要包括三套管路系统：室外管路系统、热泵工质循环系统及室内空调管路系统，与一般热泵系统相比，其不同之处主要在于室外管路系统是由埋设于土壤中的聚乙烯塑料盘管构成，室外盘管换热器冬季作为热源从土壤中取热，相当于常规空调系统的锅炉；在夏季作为冷源向土壤中放热，相当于常规空调系统中的冷却塔，结构示意图如图1.1所示。

其工作原理为：在制冷工况时，空调房间的冷负荷连同压缩机功耗所转化的热量被排入大地。

室外埋管换热器1与换热器2(此时在热泵机组中起冷凝器的作用)之间通过管道连接成一个封闭的回路，在水泵7的作用下，水在回路中往复循环，在换热器2中吸收制冷剂的热量，通过室外埋管换热器1传入大地；在供热工况时，从压缩机5出来的制冷剂经换向阀8作用换向，此时换热器2转换成为热泵机组的蒸发器，循环水流经室外埋管换热器1时吸收大地中的热量，在换热器2中释放给制冷剂。

Equipment Manufactring Technology No.10，2009地源热泵空调系统是以大地为冷、热源，通过中间介质作为热载体，并使中间介质在由塑料管组成的封闭环路中通过大地循环流动，从而实现与大地进行热交换的目的[1]。

Hughes P J.指出，当供冷负荷较大时，为降低初投资，可用冷却塔代替部分埋地盘管，即混合型地源热泵系统[2]。

文献[3]研究了亚热带地区采用土壤源和空气源两种自然能源优势互补利用的混合型地源热泵系统，既可达到高效节能效果，又可以避免土壤源由于长期过度取热导致的系统性能下降现象发生。

文献[4]提出，对于冷热负荷差别较大的建筑，混合式土壤源热泵在经济性和可靠性方面，都较单独的土壤源热泵好。

在冷却水循环系统中，冷却塔就是使高温的冷却水降低温度，以能够重复利用的关键设备。

高温的水流经冷却塔时，与冷空气进行传热和传质交换(或仅有传热交换，如干式冷却塔)，将热量传给空气，使水温降低，从而达到水的重复利用的目的[5]。

本文针对夏热冬暖地区气候及富水土壤特点，自主设计实施了土壤换热器与冷却塔耦合的地源热泵空调系统，实验运用单因素方法，研究夏冬两季热泵机组的运行特性，为夏热冬暖地区地源热泵空调系统技术的工程实践提供参考依据。

1土壤换热器与冷却塔耦合型地源热泵空调系统简介图1为作者自主设计实施的广西大学行健文理学院土壤换热器与冷却塔耦合型地源热泵空调系统原理图，系统由3台D300型地源热泵机组（机组总功率为139.2kW ，每台机组各包括两台功率23.2kW 的压缩机）、2台特灵牌螺杆式冷水机组及2台处理水量为200m 3/h 的玻璃钢冷却塔组成，冬夏两季工况通过转换电磁阀来控制。

夏季空调运行时，地源热泵机组的冷冻水进水温度约11℃，出水温度约7℃。

经测试夏季图书馆室内温度达到24~26℃。

冬季采暖运行时，地源热泵机组冷却水进水温度约36.8℃，经水泵送至分水器，然后，由分水器送至各空调区房间空气处理设备；出水温度约为32℃时回至集水器，最后返回至地下埋管反复循环。