土壤熱響應(yīng)測試儀的研制與垂直U型管埋地?fù)Q熱器傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、地源熱泵空調(diào)是有效利用可再生能源(地?zé)崮?的一種空調(diào)技術(shù),具有節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)。隨著我國可持續(xù)發(fā)展方針的提出,建筑節(jié)能的呼喚聲越來越響,特別是北京2008年奧運(yùn)會的申辦,地源熱泵空調(diào)已經(jīng)在我國掀起了建筑節(jié)能的新的浪潮。但目前對地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的核心部件--埋地?fù)Q熱器的研究還不夠完善,特別是土壤熱物性的測試問題。這在很大程度上制約了地源熱泵的應(yīng)用與發(fā)展。
　　 土壤的熱物性參數(shù)直接影響到埋管的深度與長度,以及埋地?fù)Q熱器的傳熱性能與

2、經(jīng)濟(jì)性能。本文以垂直U型管埋地?fù)Q熱器為研究對象,重點(diǎn)做了以下幾個(gè)方面的工作:(1)、建立一種適合工程應(yīng)用、精度較高的垂直U型管埋地?fù)Q熱器傳熱模型。(2)、在綜合分析國外土壤熱響應(yīng)測試儀的基礎(chǔ)上,根據(jù)熱響應(yīng)原理,利用集散型計(jì)算機(jī)控制技術(shù),研制一套以計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和控制為核心的土壤熱響應(yīng)測試儀。并編寫了一套方便快捷的分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、計(jì)算土壤導(dǎo)熱系數(shù)與埋管熱阻的軟件。(3)、在東華大學(xué)環(huán)境學(xué)院實(shí)驗(yàn)室建立一套垂直U型管埋地?fù)Q熱器傳熱性能實(shí)驗(yàn)測試系

3、統(tǒng)。(4)、利用研制的土壤熱響應(yīng)測試儀對實(shí)驗(yàn)室埋地?fù)Q熱器進(jìn)行傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究,并測試分析了江蘇某縣工程現(xiàn)場的三口試驗(yàn)井的傳熱性能。希望通過以上內(nèi)容的研究,能對這種節(jié)能、環(huán)保的空調(diào)技術(shù)在我國的推廣和普及做出一點(diǎn)貢獻(xiàn)。
　　 通過一系列的理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,本文得出結(jié)論主要有:
　　 本文根據(jù)傳熱學(xué)理論與土壤熱物性特點(diǎn),建立的垂直U型管埋地?fù)Q熱器傳熱模型能夠方便快捷的計(jì)算出土壤的導(dǎo)熱系數(shù),通過實(shí)驗(yàn)分析該模型精確度較高。研制的

4、土壤熱響應(yīng)測試儀的功能齊全、自動化程度較高。應(yīng)用表明:該儀器運(yùn)行平穩(wěn),數(shù)據(jù)檢測精度滿足科研的要求。利用ASP.NET語言編寫的計(jì)算土壤導(dǎo)熱系數(shù)軟件,大大減輕了測試數(shù)據(jù)分析與結(jié)果計(jì)算的工作量。為科研與工程應(yīng)用提供了極大的方便。
　　 本文采用兩種方法測試土壤初始溫度場:不開啟水泵時(shí),U型管壁上布置的薄膜熱電阻測得的溫度最低；開啟水泵時(shí),薄膜熱電阻測得的溫度比前者高0.15℃～0.3℃；U型管進(jìn)出口平均溫度比不開啟水泵的直接測試法高

5、0.5℃～3℃。埋孔深度在60m～100m之間,U型管內(nèi)循環(huán)水的流速在0.8m/s～1.2m/s之間,埋管的傳熱率較大、熱阻較小、U型管進(jìn)出口溫差正好處在地源熱泵機(jī)組運(yùn)行工況?！也⒙?lián)形式埋地?fù)Q熱器傳熱性能優(yōu)于串聯(lián)形式。雖然雙U型管形式埋地?fù)Q熱器增加了管材和管件的費(fèi)用,但與單U型管形式的相比,能節(jié)省土地,更重要的是傳熱率提高了35％～45％。
　　 埋地?fù)Q熱器傳熱性能實(shí)驗(yàn)必須注意:本文在安裝好埋管后,讓試驗(yàn)孔靜置一個(gè)星期,測試