学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

土壤源热泵长期运行土壤温度场研究

作　者: 张玉瑾
导　师: 胡松涛
学　校: 青岛理工大学
专　业: 供热、供燃气、通风与空调工程
关键词: 土壤源热泵 地埋管换热器 孔壁温度 土壤平均温度 热堆积
分类号: TU831.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 60次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


土壤源热泵系统因为其高效、环保、节能等优点越来越得到广泛的应用。地下土壤作为土壤源热泵系统吸收/释放热量的场所,其温度变化直接影响整个系统的运行性能变化。因此,本文对土壤源热泵系统连续运行10年过程中,地埋管换热器周围土壤温度场的分布情况进行了研究,主要内容如下:1.建立了双U型地埋管换热器的传热模型,结合热响应实验及土壤温度加热和恢复测试,将埋管出口水温及孔壁温度的实测值与模拟结果对比,平均误差分别为4.2%和3.5%,验证了地埋管换热器传热模型的正确性。2.在青岛市科学技术局项目(项目编号为07-2-1-29-nsh)的资助下,搭建了土壤源热泵系统实验台,通过Dest模拟了该实验台的全年逐时负荷,将热泵机组模型与地埋管换热器模型组成一套完整的土壤源热泵系统模型。按照夏季平均延米换热量为30 W/m的设计条件,模拟了热泵系统在砂岩地质下运行10年的地下温度场变化情况。结果表明,埋管周围5m范围内土壤平均温度呈逐年直线上升趋势,埋管周围土壤热堆积的程度在逐年增大。3.对比分析了不同换热量工况和不同土质对地埋管换热器周围土壤温度分布的不同影响。每延米孔深换热量越大,埋管周围土壤的热堆积程度越高。相同换热强度下,岩土的比热和密度越小,埋管周围土壤的热堆积程度越高;岩土导热系数越小,土壤温度梯度越大。同时,对比分析了钻孔壁温在系统运行过程中的波动情况。每延米孔深换热量越大,钻孔壁温的波动幅度越大;岩土导热系数越小,钻孔壁温波动幅度越大。本文定量比较了不同换热强度与不同土质条件下埋管周围土壤的热堆积程度,希望为土壤源热泵系统的设计提供一定的数据参考。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 课题的研究背景和意义  9-10
  1.1 土壤温度场的国内外研究现状  10-12
    1.1.1 土壤温度场的国外研究现状  10-11
    1.1.2 土壤温度场的国内研究现状  11-12
  1.2 本文的主要研究内容  12-14
第2章 地埋管换热器传热模型的建立  14-28
  2.1 地埋管换热器常用数学模型介绍  14-17
    2.1.1 解析解模型  14-16
    2.1.2 数值解模型  16-17
  2.2 双U 型地埋管换热器与周围土壤传热模型的建立  17-26
    2.2.1 钻孔壁以内部分的传热模型  18-22
    2.2.2 钻孔壁以外部分的传热模型  22-26
  2.3 土壤热物性参数对地埋管传热模型的影响  26-28
    2.3.1 土壤的比热  26
    2.3.2 土壤的导热系数  26-27
    2.3.3 土壤的导温系数  27-28
第3章 模型的实验验证与分析  28-40
  3.1 实验条件  28
  3.2 实验仪器简介  28-30
  3.3 地下温度测点的布置  30-31
  3.4 实验测试  31-32
  3.5 测试结果及分析  32-36
    3.5.1 土壤初始温度分布及分析  32
    3.5.2 基于热响应仪的恒功率加热测试结果及分析  32-35
    3.5.3 土壤温度恢复测试结果及分析  35-36
  3.6 模型验证  36-40
第4章 土壤源热泵多年连续运行地埋管周围土壤温度场预测及分析  40-67
  4.1 土壤源热泵系统实验台简介  40-41
  4.2 土壤源热泵系统模型的建立  41-45
    4.2.1 全年逐时负荷模拟  41-43
    4.2.2 机组模型的建立  43-45
  4.3 设计工况下土壤源热泵系统地下温度场模拟结果及分析  45-53
    4.3.1 孔壁温度模拟结果及分析  45-46
    4.3.2 地埋管周围土壤温度场模拟结果及分析  46-53
  4.4 不同换热量工况下地下温度场分布对比分析  53-59
    4.4.1 孔壁温度对比分析  54-55
    4.4.2 地埋管周围土壤温度场分布对比分析  55-59
  4.5 不同土质条件下地下温度场对比分析  59-67
    4.5.1 孔壁温度对比分析  60-61
    4.5.2 地埋管周围土壤温度场分布对比分析  61-67
结论与展望  67-69
参考文献  69-73
攻读硕士学位期间发表的学术论文  73-74
致谢  74

相似论文

  1. 复合土壤源热泵系统能耗比较研究,TU831
  2. 地源热泵冬季工况土壤温度变化特性研究,TU831
  3. 太阳能—土壤源热泵系统（SESHPS）仿真研究,TK519
  4. 北京地区太阳能—土壤源复合式热泵系统应用特性研究,TU831
  5. 住宅建筑中土壤源热泵全年运行地下热堆积研究,TU831.3
  6. 土壤耦合热泵地下埋管换热器温度场实验研究,TU831.6
  7. 基于实测的地埋管地源热泵空调技术的节能与应用分析,TU831.6
  8. 地热换热器传热模型和设计计算的进一步研究,TU831.3
  9. 土壤源热泵垂直U型管周围土壤温度场的模拟研究,TU831.6
  10. 热湿传递综合作用下地源热泵运行特性分析,TU831
  11. U型地埋管换热器热短路特性研究,TU831
  12. 地源热泵机组的动态仿真,TU831
  13. 成都地区地源热泵系统运行特性研究,TU831
  14. 地源热泵地埋管换热系统热堆积分析,TU833
  15. 土壤源热泵蓄能系统在住宅建筑中的应用,TU833
  16. 竖直U型埋管换热性能研究及其工程应用,TU833
  17. 地铁废热—土壤源混合式热泵系统实验研究,TU831
  18. 直接膨胀式土壤源热泵实验研究及地下换热系统分析,TU831
  19. 有限元线法在土壤源热泵地下瞬态温度场分析中的应用,TU831
  20. 热渗耦合作用下土壤源热泵地理管换热器的数值模拟,TK523

中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 房屋建筑设备 > 空气调节、采暖、通风及其设备 > 空气调节 > 空气调节系统
© 2012 www.xueweilunwen.com