唐山市某地源热泵系统实验研究与节能分析

论文摘要

近年来,我国城市人口的增加和经济的迅速发展,推动了建筑业的迅猛发展,建筑能耗与环境污染也随之加剧,人们对建筑节能和环境质量的要求也越来越高。地源热泵系统因其高效、稳定、节能、环保的特点在世界范围内得到广泛的研究与应用,国内各地政府也将其作为经济发展的一个契机,因此地源热泵系统的研究与应用已成为洁净能源领域的热门课题之一。本文阐述了地源热泵系统的工作原理和类型;分析了地源热泵系统的发展历史及国内外研究现状;总结出地源热泵空调系统的技术特点,如利用可再生能源、节能、绿色环境效益显著等;对工程实例与传统中央空调系统进行经济技术对比,包括初投资、年运行费用、经营成本和环境效益。地下埋管换热器是地源热泵系统中的重要装置,也是地源热泵系统在组成上不同于传统空调系统的特殊之处。而地下埋管换热器在土壤中的传热研究是土壤源热泵系统研究内容的核心。本文在总结以往研究成果的基础上,建立了多埋管换热器传热模型;同时本文以唐山市某高校地源热泵系统工程为实例,阐述了地下埋管换热器的设计步骤,主要包括埋管换热器形式的选择、管材的选择、管径的确定、竖井数目及间距的确定、管道压力损失的计算及管材承压能力的校核,最终得出了适应于实际工程且操作性较强的地下埋管换热器的设计方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• §1-1 本课题的研究背景
• §1-2 地源热泵工作原理及特点
• 1-2-1 地源热泵的工作原理
• 1-2-2 地源热泵系统特点
• §1-3 地源热泵系统分类
• 1-3-1 根据地热能交换系统形式不同分类
• 1-3-2 根据建筑物负荷性质不同分类
• 1-3-3 根据空调系统低温端与高温端使用的载热介质不同分类
• §1-4 地源热泵系统国内外发展
• 1-4-1 国外地源热泵发展状况
• 1-4-2 国内地源热泵的发展状况
• §1-5 本课题研究的主要内容
• 第二章 唐山市某高校地源热泵系统工程设计
• §2-1 TSC教学楼建筑工程概况
• 2-1-1 工程所在地水文地质情况
• 2-1-2 TSC教学楼建筑概况
• §2-2 地源热泵系统空调负荷计算
• 2-2-1 得热量和冷负荷
• 2-2-2 冷负荷系数法原理
• 2-2-3 TSC教学楼建筑空调负荷计算
• §2-3 地源热泵空调系统设计
• 2-3-1 室外系统
• 2-3-2 室内系统
• §2-4 本章小结
• 第三章 地源热泵系统的测试与经济分析
• §3-1 热泵系统测评标准
• 3-1-1 测评内容
• 3-1-2 测试条件
• 3-1-3 测试设备仪器及其要求
• 3-1-4 测试方法
• 3-1-5 工程评价
• §3-2 TSC教学楼工程地源热泵系统节能分析
• 3-2-1 技术经济对比分析
• 3-2-2 效益对比分析
• §3-3 本章小结
• 第四章 地下埋管换热器的传热模型研究
• §4-1 土壤热物性参数的计算
• 4-1-1 土壤的比热容
• 4-1-2 土壤的导热系数
• 4-1-3 土壤的初始地温分析
• §4-2 多埋管的布置形式
• §4-3 地下埋管换热器的传热模型
• 4-3-1 埋管井外土壤部分的传热模型
• 4-3-2 埋管井内部分的传热模型
• 4-3-3 传热模型的数值分析
• §4-4 实验研究
• 4-4-1 不同流量下埋管出水温度变化
• 4-4-2 夏季制冷工况的启动特性
• §4-5 本章小结
• 第五章 地下埋管换热器的设计
• §5-1 确定地下埋管换热器形式
• §5-2 地下埋管换热器管材及埋管直径
• §5-3 地下埋管换热器换热量的计算
• §5-4 地下埋管换热器长度的计算
• §5-5 地下埋管换热器钻孔数、孔深与孔间距
• §5-6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• §6-1 主要研究结论
• §6-2 展望
• 参考文献
• 致谢