地埋盤管—蓄熱地面供暖傳熱模型和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、農(nóng)村的能源問題已經(jīng)成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要一環(huán)，不僅涉及節(jié)能減排的國(guó)策，更是社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的重要內(nèi)容。農(nóng)村冬季采暖能耗占總能耗利用的一大部分。因此結(jié)合農(nóng)村用能特點(diǎn)，合理地利用資源是節(jié)能的有效途徑。我國(guó)農(nóng)村地區(qū)擁有豐富的太陽(yáng)能和生物質(zhì)能資源和有利的利用條件，但都存在使用間歇性和利用率不高等缺點(diǎn)，基于此并結(jié)合農(nóng)村實(shí)際情況研究，本課題主要研究太陽(yáng)能和生物質(zhì)能等能源利用中的蓄、放熱方面問題，設(shè)計(jì)地埋盤管-蓄熱地面系統(tǒng)，采取實(shí)驗(yàn)研究和

2、計(jì)算分析相結(jié)合的方法研究其熱工性能，為農(nóng)村地區(qū)提供一種合理蓄、放熱的措施，以適應(yīng)農(nóng)村住宅用熱間歇時(shí)間長(zhǎng)、即時(shí)性高、調(diào)整頻繁、波動(dòng)性大等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)能源多能互補(bǔ)綜合利用的目的。
　　首先，本文以大連理工大學(xué)建筑環(huán)境與設(shè)備實(shí)驗(yàn)室的太陽(yáng)能-土壤源熱泵系統(tǒng)為熱源基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并搭建了地埋盤管-蓄熱地面實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)工況、改變供水流量工況和改變供水溫度三種工況的實(shí)驗(yàn)，研究蓄熱地面的熱工特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:若采用較高的熱源溫度（供水

3、溫度40℃）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，蓄熱量比低供水溫度（供水溫度35℃、30℃）的工況提升20％以上，散熱量則能提升50％以上;若采用較大的供水流量(供水流量500L/h)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，蓄熱量比小流量工況(供水流量200L/h、350L/h)的實(shí)驗(yàn)的提升不到15％，散熱量的提升最多僅在30％左右。即使用較高供水溫度和較大供水流量，蓄熱地面系統(tǒng)將表現(xiàn)出良好的熱工性能，但要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇。
　　其次，本文從傳熱學(xué)角度對(duì)蓄熱地面的傳熱進(jìn)行理論分析。重點(diǎn)

4、分析了蓄熱體內(nèi)部的溫度分布，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了模擬計(jì)算可以為蓄熱地面的設(shè)計(jì)提供初步的理論依據(jù)。
　　最后，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況和前人的研究結(jié)果對(duì)蓄熱地面的尺寸設(shè)計(jì)進(jìn)行了限定，并結(jié)合對(duì)太陽(yáng)能和生物質(zhì)能利用的實(shí)例給出了熱源選擇的建議。基于實(shí)驗(yàn)和計(jì)算的分析，得到了蓄熱地面的熱工特性曲線和表達(dá)式，研究發(fā)現(xiàn)蓄熱地面的蓄熱量和散熱量隨總供熱量的增加而增加，并且增量也是變大的趨勢(shì)，即供給蓄熱地面的總熱量越大，系統(tǒng)的熱工性能越好。進(jìn)一步建立數(shù)學(xué)