土壤源熱泵系統(tǒng)在江蘇地區(qū)運(yùn)行特性的研究.pdf

1、隨著能源問題的日漸嚴(yán)峻，建筑節(jié)能已成為國(guó)際建筑界實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理念的大趨勢(shì)，也是中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展面臨的重要任務(wù)。土壤源熱泵技術(shù)是利用可再生能源新興的空調(diào)系統(tǒng)，以其高效節(jié)能、適用范圍廣、穩(wěn)定性好、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)脫穎而出。目前國(guó)內(nèi)外土壤源熱泵技術(shù)的理論研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用已十分成熟，然而對(duì)實(shí)際工程的運(yùn)行管理還不夠完善，在如何提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率、真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能減排才是土壤源熱泵技術(shù)的關(guān)鍵問題。本文針對(duì)江蘇地區(qū)某辦公樓土壤源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行了不同運(yùn)

2、行工況的測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)不同工況下的運(yùn)行特性進(jìn)行了分析與研究，并建立了地埋管的傳熱模型，通過fluent模擬仿真的方法驗(yàn)證了測(cè)試結(jié)果的可靠性。
　　實(shí)測(cè)方面:首先，本文對(duì)巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)的測(cè)定方法進(jìn)行了分析和研究，介紹了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法的基本原理、儀器設(shè)備和具體步驟。通過對(duì)揚(yáng)州地區(qū)采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法的巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)試，得到了本工程地下土壤的平均初始溫度、地下巖土熱物性和埋管單位管長(zhǎng)換熱量數(shù)據(jù)，同時(shí)開展了單雙U地埋管的換熱性能對(duì)比

3、研究;以上數(shù)據(jù)可作為江蘇地區(qū)土壤源熱泵系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理時(shí)土壤熱平衡校核計(jì)算的參考，并且為下文fluent模擬提供參數(shù)依據(jù)。
　　其次，對(duì)揚(yáng)州市某辦公樓土壤源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行不同運(yùn)行工況的測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)不同工況下房間空調(diào)效果特性、系統(tǒng)能效特性、埋管換熱特性和埋管周圍土壤溫度場(chǎng)恢復(fù)特性等進(jìn)行了分析，結(jié)果表明:當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后，適當(dāng)?shù)販p少系統(tǒng)地源側(cè)流量，不僅對(duì)房間空調(diào)效果影響不大，而且降低了系統(tǒng)總功率，系統(tǒng)平均COP從2.78提升到

4、2.9左右，單位管長(zhǎng)換熱量增加了5.2％，在一定程度上減緩?fù)寥罍囟壬仙乃俣?，有利于提高土壤的恢?fù)力和地下埋管的換熱效率。再者，在保滿足人體舒適的情況下，采用開停比為4∶1的間歇運(yùn)行與正常運(yùn)行相比，單位管長(zhǎng)換熱量增加了10％，系統(tǒng)平均COP增加了30％，間歇運(yùn)行對(duì)地下埋管土壤溫升有一定的控制能力，有利于提高地下埋管的換熱效率與土壤恢復(fù)力。最后，在部分負(fù)荷運(yùn)行情況下，交替運(yùn)行系統(tǒng)地埋管的不同區(qū)域，能夠使土壤溫度得到較好的恢復(fù)，提高地?zé)崮艿?/p>

5、利用率，有利于埋管的長(zhǎng)期高效運(yùn)行。
　　模擬方面:利用fluent建立了地埋管周圍溫度場(chǎng)的準(zhǔn)三維非穩(wěn)態(tài)傳熱模型，用本文的模擬數(shù)據(jù)對(duì)文獻(xiàn)中所建模型進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證，模擬結(jié)果與文獻(xiàn)結(jié)果吻合度較好，最大相對(duì)誤差只有1.4％，驗(yàn)證了本文傳熱模型的正確性。對(duì)地埋管布置區(qū)域的土壤溫度場(chǎng)進(jìn)行了模擬分析，結(jié)果表明:夏季不同運(yùn)行工況下地埋管周圍土壤溫度場(chǎng)分布的模擬值與實(shí)測(cè)值相對(duì)誤差僅為2.75％，同時(shí)兩者所反映的工況運(yùn)行特性規(guī)律是一致的，更加驗(yàn)證了測(cè)