某工程土壤源熱泵垂直雙U形地下埋管換熱器保溫與不保溫實驗研究.pdf

1、本文詳細闡述了某工程土壤源熱泵垂直雙U形地下埋管換熱器的研究背景及意義、基本特點和發(fā)展現(xiàn)狀，通過實測的方法研究了回水管保溫與不保溫時垂直雙U形地下埋管換熱器的換熱情況，全面介紹了該實測研究的方案、試驗系統(tǒng)搭建和實測具體過程，對實驗進行了誤差分析，從不同時刻地埋管水溫、同一月地埋管平均水溫、同一季地埋管平均水溫和地埋管供回水溫差四個方面，對所測試的實際工程的冬季和夏季運行數(shù)據(jù)進行了重點分析，對層換熱理論模型進行了詳細闡述，并結(jié)合實測結(jié)果分

2、別求解了所實測工程的飽和換熱區(qū)、換熱區(qū)和未換熱區(qū)的深度，提出了保溫長度和地埋管埋深的計算方法和計算公式。
　　以重慶市某示范樓工程的土壤源熱泵系統(tǒng)為實測對象，對該土壤源熱泵系統(tǒng)的冬季和夏季實際運行情況進行連續(xù)監(jiān)測，分為大流量和小流量兩類工況。
　　本次研究表明，回水管保溫與不保溫時的地埋管換熱器，對于供水管，冬季地埋管深度方向上的最大溫度值均出現(xiàn)在G80處，G40處的溫度值均已與G80處的溫度值十分接近；夏季其最小溫度值均出

3、現(xiàn)在G40處。對于回水管，冬季其最大溫度值均出現(xiàn)在H100～H80段，H40的溫度值與H80的溫度值十分接近；夏季其最小溫度值均出現(xiàn)在H100～H80段。
　　實測回水管保溫情況下的供水溫度得出，回水管保溫層增加的熱阻對供水管的逐時溫度、平均溫度的影響均較小。
　　在一個典型日下，對冬季和夏季同一深度測點的回水溫度分別進行逐時比較。冬季，回水管保溫比不保溫時的地埋管回水溫度高出幅度的最大值在2.3％～6.8%波動，最小值在0

4、.1%～2.1%波動；夏季，其最大值在2.6%～7.9%波動，最小值在0.6%～3.2%波動。故，回水管保溫在冬季和夏季均有明顯效果。在冬季和夏季運行中，回水管保溫時的地埋管日平均、月平均和制熱季平均的換熱溫差均明顯比回水管不保溫時的地埋管高。其中，日平均溫差高出幅度為10.76%～15.40%；月平均溫差高出幅度為20.13%～22.81%；制熱季平均溫差高出幅度為41.97%，制冷季平均溫差高出幅度為40.65%。綜合考慮回水管保溫

5、對回水管逐時溫度和換熱溫差的影響，定量得出回水管保溫有效，且其工程應(yīng)用價值較大。
　　將運行季節(jié)、流量和回水管保溫三種因素對換熱溫差的影響進行正交實驗分析。得出在本次實驗條件下，夏季回水管保溫地埋管且小流量運行時的實驗條件較好，即采取回水管保溫措施為佳，小流量為佳，夏季運行為佳。運行季節(jié)是關(guān)鍵因素；流量和回水管保溫因素的極差均較??；回水管保溫因素的極差最小，但是回水管保溫極差為流量極差的0.83倍，回水管保溫對換熱溫差的影響程度與

6、流量對其影響程度接近，故回水管保溫對地下埋管換熱器換熱溫差的影響比較顯著。
　　由實測數(shù)據(jù)分析得出，重慶市某示范樓土壤源熱泵項目的L飽和換熱=5～10m，L換熱區(qū)=20～30m，L未換熱=60m。
　　回水管最保險保溫長度L最保險為L飽和換熱和L換熱區(qū)之和，并考慮一定的富裕系數(shù)，計算得本項目的L最保險=41m；地埋管系統(tǒng)的間歇運行有利于飽和換熱區(qū)的上移，回水管最合理經(jīng)濟保溫長度L最合理為L換熱區(qū)的深度值，并考慮一定的富裕系數(shù)