1、技术开发实力
1.1、设计软件(公司享有该软件著作权)
在我们近年来的研究中,突破了美国和欧洲研究者未能解决的障碍,导得了地热换热器的几个重要环节的二维或准三维传热问题的解析解。由于取消了有关的简化假设,提高了模型的精度;而且这些显式的函数关系式可以直接应用于地热换热器设计和模拟计算,使计算工作量大大减少。立足于这些创新性的研究成果,我们开发了有自主知识产权的地热换热器设计和模拟计算软件“地热之星”,如图9.1所示。
作为地热换热器的专用设计软件,“地热之星”采用了国际上钻孔外二维模型和钻孔内准三维模型,考虑了全年吸热和放热不平衡等复杂情况,以保证地热换热器在整个服务周期(20年以上)中的性能为设计目标。由于采用了解析函数做为计算内核,地热换热器的设计计算脱离了按照经验数据估算的方式。同时“地热之星”将地热换热器设计所涉及的钻孔、U型管、地下岩土、循环液、负荷、热泵等参数也包含在软件的选择计算中,通过选取或填写不同参数可以针对具体工程进行地热换热器的设计与模拟。输入设计条件,就可以直接得到要求的钻孔(埋管)长度,可以方便地进行多方案的技术经济比较。
1.2、系统仿真与优化
普通的地源热泵系统主要由三个环路组成:第一环路为地下环路,即地埋管换热器内循环流体环路;第二环路为热泵机组内制冷剂环路;第三个环路为建筑物内空气或冷媒水环路。因此地源热泵系统的模型包括地热换热器模型、热泵机组模型和建筑物负荷模型三部分。本公司具有对整个地源热泵空调系统进行全年及其更长时间运行工况的模拟、能耗分析和优化的能力,在系统方案的选择以及系统的初投资和运行费用之间的优化等方面提供专家级的解决方案。
地层中地下水的渗流对地热换热器长期性能有重要的影响。我们的研究在国际上首次给出了存在地下水渗流时地下的非稳态传热问题的解析解,并定性分析了地下水渗流对地下换热器长期性能的影响。如图9.2所示为计算机模拟的有地下水渗流时地热换热器中的温度分布。