地源熱泵系統(tǒng)大規(guī)模管群換熱研究及地濕場影響.pdf

1、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)由于其環(huán)境友好、節(jié)能、維護費用低等優(yōu)點，受到廣泛的認可和研究，并得到大力推廣。然而，由于“熱堆積”或“冷堆積”現(xiàn)象的出現(xiàn)并降低了地源熱泵機組的效能，促使對地埋管地溫場長期變化預(yù)測的研究需求。有關(guān)地埋管換熱器換熱管群的溫度場模型、大規(guī)模管群換熱、地下滲流對管群換熱的影響及系統(tǒng)COP耦合地下土壤溫度場變化等方面的研究還不夠完善，使得地源熱泵系統(tǒng)長期有效運行的不確定性增大。因此，本文對其做了進一步的研究與分析。
　　對地

2、源熱泵熱響應(yīng)試驗原理及方法進行了分析，在此基礎(chǔ)上運用實驗室自行研制的巖土熱響應(yīng)測試儀進行實地測試，獲取實際巖土參數(shù)，為下一步研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?；诘芈窆軗Q熱器與周圍土壤換熱過程，運用FORTRAN語言編制程序，對大規(guī)模管群換熱溫度場、熱泵機組運行策略及地下滲流對管群換熱特性的影響進行了模擬分析，并利用實驗數(shù)據(jù)驗證了理論模型。利用驗證的模型對井群換熱地溫場影響因素分析及大規(guī)模井群長期換熱地溫場模擬，得到系統(tǒng)長期運行所引起的土壤溫度周期性變

3、化平面及三維圖，表明了地源熱泵系統(tǒng)運行過程中冷熱負荷平衡的重要性。并通過數(shù)值模擬方法研究地埋管優(yōu)化布置與系統(tǒng)優(yōu)化運行控制策略對地源熱泵機組的長期可持續(xù)運行影響，對地埋管換熱器換熱過程中熱作用半徑值的確定也作了一定的研究。
　　結(jié)合之前獲得的巖土參數(shù)，依據(jù)機組樣本，利用二元函數(shù)線性回歸方法。擬合了制冷與制熱工況下，出口水溫與機組COP兩者之間的函數(shù)關(guān)系式。獲得了機組COP與土壤溫度場的耦合變化過程，提出了機組運行策略。隨后詳細研究了

4、滲流作用對管群換熱過程的影響，得到滲流速度為60m/y時對全年運行較為適宜。模擬結(jié)果表明，具有不同巖土熱擴散率和含水率的土壤對系統(tǒng)的運行特性影響是不同的，隨著巖土熱擴率增大，埋管內(nèi)平均溫升下降和機組運行性能系數(shù)COP上升，至運行90天后COP由3.65升至3.87；巖土含水率增大同樣使得埋管內(nèi)平均溫升下降和機組運行性能系數(shù)COP上升，由3.62升至3.90。
　　本課題主要研究地源熱泵系統(tǒng)運行特性、管群布置及地下滲流特性對地下土壤