土壤源熱泵間歇運(yùn)行垂直埋管周圍土壤溫度場(chǎng)的研究.pdf

1、本文從我國(guó)的能源以及環(huán)境形勢(shì)出發(fā)，針對(duì)土壤源熱泵實(shí)際運(yùn)行工況研究了土壤源熱泵間歇運(yùn)行換熱情況，土壤源熱泵系統(tǒng)間歇運(yùn)行可以使土壤溫度有效恢復(fù)，使系統(tǒng)能效比保持在較高水平。為研究間歇運(yùn)行下埋管周圍土壤的換熱情況，對(duì)青島某土壤源熱泵空調(diào)工程的土壤原始溫度場(chǎng)及運(yùn)行情況進(jìn)行了測(cè)試及分析研究，同時(shí)根據(jù)間歇運(yùn)行特點(diǎn)建立了三維非穩(wěn)態(tài)雙 U 型垂直埋管及其周圍土壤的傳熱模型，并利用有限元方法進(jìn)行了計(jì)算。 首先，通過建立的雙 U 型地埋管換熱模型，

2、分析了夏季及冬季土壤源熱泵機(jī)組間歇運(yùn)行中，進(jìn)地進(jìn)水管溫度一定時(shí)不同時(shí)期雙U型埋管出地水溫度，并與試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比來驗(yàn)證計(jì)算的可靠度，吻合結(jié)果比較理想，計(jì)算出單位埋管管長(zhǎng)換熱量，并與實(shí)際測(cè)試的埋管換熱量進(jìn)行對(duì)比；然后通過測(cè)試分析花崗巖石地質(zhì)條件下的土壤源熱泵以及系統(tǒng)的能效比EER，系統(tǒng)達(dá)到了較高的能效比，花崗巖石土壤可以作為熱泵系統(tǒng)的良好冷熱源，并分析了熱泵及系統(tǒng)EER隨熱泵負(fù)荷側(cè)及地源側(cè)水溫度變化的規(guī)律。 其次，分析了不同

3、啟停比對(duì)埋管周圍換熱的影響，以及不同土壤物性、不同進(jìn)水溫度對(duì)埋管周圍溫度場(chǎng)的影響，并根據(jù)啟停比1∶1時(shí)不同深度及半徑處溫度的變化趨勢(shì)研究了不同時(shí)刻的溫度影響范圍，通過分析長(zhǎng)期運(yùn)行下的土壤溫度場(chǎng)，提出了間歇運(yùn)行啟停比為1∶1時(shí)，花崗巖石地質(zhì)條件下雙U型垂直埋管經(jīng)濟(jì)埋管間距宜在3m～4.5m之間。然后通過建立的單U型底部埋管模型分析了土壤源熱泵間歇運(yùn)行中，單U型埋管周圍溫度隨時(shí)間的變化情況，并與雙U型埋管的溫度場(chǎng)及埋管換熱情況進(jìn)行了對(duì)比，計(jì)