基于地源熱泵管群溫度場的換熱特性研究.pdf

1、地源熱泵技術(shù)作為一種利用可再生資源的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，在實際工程中被廣泛應(yīng)用，地源熱泵的應(yīng)用受地質(zhì)條件的影響較大。重慶地區(qū)屬于基巖山區(qū)地層，以沉積巖為主，夏熱冬冷，夏季冷負(fù)荷大于冬季熱負(fù)荷。因此，巖土體吸收與釋放的熱量難以平衡，從而產(chǎn)生熱堆積問題。本文以重慶某辦公樓為實驗平臺，通過仿真與試驗相結(jié)合的方法，對重慶地區(qū)地源熱泵的換熱特性進(jìn)行研究，最終提出了熱堆積問題的優(yōu)化方案。
　　首先，本文基于重慶市南江地質(zhì)隊“巖層儲能性能及利用技術(shù)研

2、究”項目研究資料對重慶市主要巖層的熱導(dǎo)率、熱擴散系數(shù)、比熱容等主要熱物理性質(zhì)參數(shù)進(jìn)行了歸類、分析，并研究了其儲能性能。研究表明:砂巖、泥巖具有較好的儲能性能，從重慶市地質(zhì)特點來看，該地區(qū)適合地源熱泵的開發(fā)利用。
　　其次，在ANSYS軟件中分別建立了單管與管群的仿真模型。并通過實驗平臺中采集的氣象條件數(shù)據(jù)以及巖土熱物性參數(shù)，對仿真模型進(jìn)行了驗證。利用該模型進(jìn)行了不同導(dǎo)熱系數(shù)、進(jìn)口流速、進(jìn)口水溫、井深下的仿真，并分析了以上參數(shù)對地源

3、熱泵系統(tǒng)換熱量的影響，且對不同管間距進(jìn)行了10年的模擬，。結(jié)果顯示:管間距為5米時，熱堆積現(xiàn)象不明顯，平均地溫上升2.1℃;管間距為3米時，平均地溫上升4℃，長期運行熱堆積現(xiàn)象更為嚴(yán)重。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析了不同巖層蓄熱量的變化情況，結(jié)合不同地區(qū)實測數(shù)據(jù)，對比分析熱泵系統(tǒng)運行的經(jīng)濟、節(jié)能、環(huán)境效益，為工程實際應(yīng)用提供參考。
　　最后，本文從改變機組負(fù)荷方面考慮，提出了增加冷卻塔系統(tǒng)來緩解熱堆積問題的方案，采用TRNSYS軟件對不同