垂直U型管式地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件開發(fā).pdf

1、近年來，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在民用住宅和商業(yè)建筑的應(yīng)用越來越多。由于其低能耗、低運(yùn)行費(fèi)用的特點(diǎn)，相對(duì)傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)，地源熱泵系統(tǒng)是一種經(jīng)濟(jì)、高效的空調(diào)方式。因?yàn)榈乇?～6米以下土壤的溫度全年基本保持恒定，土壤是一種理想的熱源。相對(duì)于空氣，土壤是一種更穩(wěn)定的可以無限利用的換熱介質(zhì)。因此，地源熱泵不僅可以作為一種節(jié)能的空調(diào)形式制冷與供熱，還可以提供生活熱水。然而這種系統(tǒng)的初投資費(fèi)用較一般空調(diào)較高，而且埋地?fù)Q熱器占地面積較大，所以限制了地源熱泵的

2、應(yīng)用。 地源熱泵系統(tǒng)由三個(gè)換熱環(huán)路組成：地下水環(huán)路、熱泵機(jī)組內(nèi)制冷劑環(huán)路和用戶側(cè)水—水(水—空氣)換熱環(huán)路。本文建立了地源熱泵系統(tǒng)的埋地?fù)Q熱器傳熱模型、熱泵機(jī)組模型以及空調(diào)側(cè)負(fù)荷模型，分析了環(huán)路間的相互數(shù)學(xué)聯(lián)系。并通過VisualBasic語言做成一套地源熱泵設(shè)計(jì)分析程序軟件。埋地?fù)Q熱器的計(jì)算程序是整個(gè)設(shè)計(jì)軟件的重要組成部分，埋地?fù)Q熱器熱阻計(jì)算主要引入了以Kelvin的線熱源理論、柱熱源理論和數(shù)值解析理論等模型。通過計(jì)算程序分析

3、回填泥漿與管材的導(dǎo)熱系數(shù)、管井與U型管的幾何形狀和循環(huán)流體流量對(duì)管井熱阻的影響，以及模型之間的差異。埋地?fù)Q熱器計(jì)算程序中引入了不同的導(dǎo)熱形狀因子，并通過G函數(shù)來確定管井井壁的溫度。在熱泵機(jī)組模型上，主要分析了熱泵機(jī)組蒸發(fā)器、冷凝器的換熱特性。針對(duì)目前地源熱泵的實(shí)際工程整體式機(jī)組的應(yīng)用，分析了整體式機(jī)組(壓縮機(jī)與冷凝器)聯(lián)合工作的特性。分析了整體式地源熱泵機(jī)組制冷量、制熱量、制冷系數(shù)COP、供熱系數(shù)與埋管出口溫度關(guān)系。地源熱泵系統(tǒng)關(guān)鍵部分

4、是埋地?fù)Q熱器的設(shè)計(jì)，埋地?fù)Q熱器的換熱能力與建筑物負(fù)荷相關(guān)。本文在地源熱泵的設(shè)計(jì)軟件上引入動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算模型，可以逐時(shí)計(jì)算出建筑物的負(fù)荷，建立了埋地?fù)Q熱器換熱量與建筑負(fù)荷的二次函數(shù)式。完成了三個(gè)換熱環(huán)路的銜接。 為研究垂直U型管埋地?fù)Q熱器計(jì)算設(shè)計(jì)軟件的適用性，本課題對(duì)具體埋地?fù)Q熱器的換熱能力進(jìn)行了測試試驗(yàn)。本文給出了埋地?fù)Q熱器換熱量的測量方法，并通過試驗(yàn)測試換熱能力數(shù)據(jù)與軟件計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比。通過分析比較可以看出，本文建立的垂直U型埋