Development of ground source heat pump using direct expansion method and shallow part ground heat by using horizontal underground heat exchanger

直接膨胀式地源热泵和卧式地下换热器浅层地热的开发

基本信息

  • 批准号:
    22K03964
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

今年度は直接膨張方式地中熱ヒートポンプの連続運転時の地中温度変化による性能への影響を確認することを目的として暖房運転時の熱交換性能を調べた、本実験に用いた地中熱交換器は、市販の空気熱ヒートポンプに使用される空気/冷媒熱交換器を水平にしてステンレス製の容器内に挿入したものであり、容器の寸法は1200mm×700mm×150mmである。ステンレス容器内には水を充填して注水可能とし、深さ約 0.3mの浅層に埋設した。容器内の水は貯水タンクからバルブを開放することにより供給した。採放熱管は長さ2m、途中で3分岐させて、分岐前の直径は3/8インチ、分岐後が1/4インチである。冷房室外機出力は4.0kW、暖房室外機出力は5.0kW、使用冷媒はR32を0.9kg封入した。設定温度は24℃、空調面積は26㎡とした。性能評価はJISに基づいた10時間連続運転と実用的な運転を想定した1週間連続運転の2通りで実施した。空調性能を求めるにあたり、ヒートポンプ側の冷媒流れは気液二相流となり熱量計測が容易ではないことから、室内機側で熱量を計測した。室内機側にはダクトを作成して取り付け、白金測温抵抗体と熱線風速計を用いて、室内機の吐出温度、吸込温度、吐出風速を計測した。得られた値から吸込口、吐出口間のエンタルピー差を算出し取得熱量を求めた。熱交換性能の評価には成績係数を用いた。10時間連続運転における底面温度、気温、上面温度の変化を調べると、上面温度が気温に沿って変動している。これより、地中熱交換器上部周辺地温は外気温の影響を大きく受けていると推測できる。平均COPは3.51であった。1週間連続運転におけるCOPは約3であり、安定した運転が可能であることを確認した。1週間の連続暖房運転の平均COP=2.71、1週間の連続運転において9.4%の性能低下が見られた。
今年,我们研究了供暖运行期间的换热性能,旨在确认地下温度变化对直膨式地源热泵连续运行期间性能的影响。该换热器是商用的空气/制冷剂换热器。空气对空气热泵水平插入不锈钢容器中,容器尺寸为1200毫米×700毫米×150毫米。将不锈钢容器注满水以便可以注入,并埋入约0.3m的浅深度。通过打开储水箱的阀门来供应容器中的水。换热管长2m,中间有3个分支,分支前直径为3/8英寸,分支后直径为1/4英寸。制冷室外机输出功率为4.0kW,制热室外机输出功率为5.0kW,使用制冷剂为R32 0.9kg。温度设定为24℃,空调面积为26㎡。性能评估以两种方式进行:基于JIS的连续运行10小时和假设实际运行的连续运行1周。在确定空调性能时,我们测量了室内机侧的热量,因为热泵侧的制冷剂流动是气液两相流,因此很难测量热量。在室内机侧制作并安装管道,使用铂电阻温度计和热线风速计测量室内机的排气温度、吸气温度和排气风速。由所获得的值计算吸入口与排出口之间的焓差,并确定所获得的热量。性能系数用于评价换热性能。连续运行10小时,考察底面温度、空气温度、顶面温度的变化,发现顶面温度随着空气温度的变化而波动。由此可见,地下换热器上部周围土壤温度受外界温度影响较大。平均 COP 为 3.51。连续运行1周后的COP约为3,确认可以稳定运行。连续供热运行一周的平均COP为2.71,连续运行一周性能下降9.4%。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
水平型地中熱交換器を用いた地中熱ヒートポンプの 暖房 性能
使用卧式地热热交换器的地热热泵的供暖性能
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    小山広夢;沼田遼;武田哲明
  • 通讯作者:
    武田哲明
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    0
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    志賀 倫哉;武田 哲明
  • 通讯作者:
    武田 哲明

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