地源热泵热响应测试热工参数估算方法研究

论文摘要

岩土导热系数、体积比热以及孔内热阻是竖埋管地源热泵系统设计的基础参数。在实际地源热泵工程中，一般采用现场热响应测试来确定地下换热器的以上热工参数。基本原理是根据实测进出水温和流量，对土壤的导热系数，体积比热以及孔内热阻进行估算。本文基于线热源解析模型，对直线斜率法、三参数估算法进行了研究;利用经验数据建立了导热系数和体积比热的关联式；给出了二参数估算法。对于二参数法，比较了分别采用线热源、柱热源解析模型及一维数值模型的计算结果。直线斜率法，可估算导热系数，体积比热、孔内热阻，但必须采用恰当的孔内热阻式。三参数估计法，可同时估算出导热系数，体积比热和孔内热阻。得到的土壤导热系数与直线斜率法接近，但孔内热阻和体积比热与直线斜率差别较大。二参数估算法对导热系数及孔内热阻进行收索，体积比热利用关联式计算；可以得到合理结果，计算时间短。不同模型结果表明，可以采用数值模型进行参数估计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 地源热泵发展状况
• 1.2.1 国外地源热泵发展状况
• 1.2.2 国内地源热泵发展状况
• 1.3 地源热泵土壤热物性参数估算方法研究现状
• 1.3.1 土壤热物性研究国外现状
• 1.3.2 土壤热物性研究国内现状
• 1.4 主要研究内容、途径及技术路线
• 第二章 地源热泵地下换热器的传热模型
• 2.1 计算土壤温度的线热源解析模型
• 2.2 计算土壤温度的柱热源模型
• 2.3 计算土壤温度的一维数值模型
• 2.3.1 水温计算
• 第三章 土壤热物性参数计算——直线斜率法
• 3.1 计算方法
• 3.2 测试装置
• 3.3 数据分析
• 3.3.1 原始数据
• 3.3.2 结果分析
• 3.4 小结
• 第四章 土壤热物性参数计算——参数估计法
• 4.1 基于线热源模型的三参数估计
• 4.2 导热系数与土壤体积比热的相关性
• 4.3 基于线热源模型二参数估计
• 4.4 基于不同换热器模型的二参数估计比较
• 4.4.1 柱热源模型求解
• 4.4.2 一维数值模型求解
• 4.6 小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
• 致谢