夏熱冬冷地區(qū)地源熱泵長(zhǎng)期運(yùn)行下的土壤熱平衡分析.pdf

1、隨著當(dāng)今能源形勢(shì)的日趨嚴(yán)峻，各國對(duì)淺層地?zé)崮艿拈_發(fā)利用也日益重視。作為利用淺層地?zé)崮艿闹匾夹g(shù)手段，地源熱泵技術(shù)倍受青睞，被廣泛應(yīng)用于建筑采暖、空調(diào)、制取生活熱水等方面。然而，在我國夏熱冬冷地區(qū)，冬季供熱期要短于夏季供冷期，地源熱泵全年向土壤排放的熱量遠(yuǎn)多于從土壤吸取的熱量，造成了土壤溫度的逐年升高，這成為制約地源熱泵在該地區(qū)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸之一。與此同時(shí)，關(guān)于地源熱泵在夏熱冬冷地區(qū)長(zhǎng)期運(yùn)行下熱平衡與適用性的研究尚未有效開展。

2、　　本文通過數(shù)值仿真的方法對(duì)夏熱冬冷地區(qū)地源熱泵長(zhǎng)期運(yùn)行下的土壤溫度場(chǎng)以及熱平衡進(jìn)行了研究。首先，本文分別建立了夏熱冬冷地區(qū)的建筑負(fù)荷模型、熱泵機(jī)組模型以及U型地埋管與周圍土壤的三維耦合換熱數(shù)學(xué)模型。在三者的基礎(chǔ)上，建立了適用于夏熱冬冷地區(qū)的地源熱泵系統(tǒng)分析模型。其次，對(duì)地源熱泵系統(tǒng)在夏熱冬冷地區(qū)的長(zhǎng)期運(yùn)行特性進(jìn)行了分析，包括土壤溫度場(chǎng)的變化、地埋管逆?zhèn)鳠岫蔚淖兓?、地埋管的換熱量變化、熱泵機(jī)組的性能變化與系統(tǒng)能耗變化。再次，通過對(duì)不同過

3、渡季模式與地源熱泵系統(tǒng)承擔(dān)不同比例的冷負(fù)荷的對(duì)比，討論了不同運(yùn)行模式對(duì)土壤溫度場(chǎng)與熱平衡以及地源熱泵系統(tǒng)的影響。最后，對(duì)不同的埋管布置方式下土壤溫度場(chǎng)與熱平衡進(jìn)行了分析，包括不同的管腳間距與在逆?zhèn)鳠岫紊习^熱材料兩種方式。
　　結(jié)果表明，通過調(diào)整過渡季與工作季的時(shí)間劃分與地源熱泵系統(tǒng)承擔(dān)的冷負(fù)荷比例，土壤溫度場(chǎng)與熱平衡逐年惡化的趨勢(shì)能夠得到一定程度的緩解;當(dāng)?shù)卦礋岜孟到y(tǒng)承擔(dān)30％至35％的冷負(fù)荷時(shí)，可認(rèn)為土壤能夠達(dá)到熱量收支平衡