夏熱冬冷地區(qū)地理管地源熱泵系統(tǒng)特性研究.pdf

1、在人們對居住舒適性要求不斷提高及建筑用能的不斷攀升的背景下，地埋管地源熱泵技術(shù)作為一項節(jié)能、環(huán)保的供熱空調(diào)技術(shù)在中國已受到充分重視并獲得了廣泛應(yīng)用。為推動該技術(shù)的合理應(yīng)用，還需要開展對一系列理論與工程應(yīng)用問題的研究。
　　 本文立足于夏熱冬冷地區(qū)，針對一特定辦公建筑，利用建筑能耗模擬軟件DeST模擬其在4個典型城市的全年累計冷熱負(fù)荷，發(fā)現(xiàn)其累計冷熱負(fù)荷比在2～5之間，該地區(qū)冷負(fù)荷占主導(dǎo)地位。
　　 通過分析地球淺層巖土體

2、的蓄能機理，指出其在自然條件下能量是平衡的。分析了地埋管地源熱泵的運行對巖土體的作用，提出了巖土體蓄能平衡的方法與策略。給出了冷卻塔容量的確定方法，研究了冷卻塔+地埋管地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)蓄能平衡與節(jié)能運行的控制方法與策略。
　　 針對現(xiàn)有的地下?lián)Q熱器模型無法準(zhǔn)確地模擬換熱器與周圍巖土非穩(wěn)態(tài)傳熱的不足，本文以能量守恒和質(zhì)量守恒為基礎(chǔ)，建立埋管換熱器三維非穩(wěn)態(tài)傳熱的數(shù)學(xué)模型。在Gambit軟件中，分別建立單U型、雙U型換熱器與周圍回填

3、材料和巖土相互耦合的幾何模型，并劃分網(wǎng)格。在Fluent中通過相應(yīng)設(shè)置，實現(xiàn)管內(nèi)流體、管壁、回填材料、巖土相互傳熱過程的數(shù)值模擬。得到了換熱器出口水溫、巖土溫度場分布。建立巖土熱響應(yīng)實驗臺，檢驗?zāi)M結(jié)果的可靠性。
　　 利用已經(jīng)建立的模型，展開對不同鉆井深度、巖土熱物性、巖土溫度、回填材料、埋管支管中心距、單U和雙U管型、不同管徑等因素對埋管換熱器出口溫度及換熱量的影響，這些研究成果可有效地指導(dǎo)地埋管換熱器的優(yōu)化設(shè)計。