地源热泵地埋管管群换热器运行特性研究

论文摘要

本文在总结以往地埋管换热器换热模型的基础上，根据内热源型埋地换热器理论模型，结合武汉某宾馆建筑的地源热泵系统，建立了地埋管管群换热器的模拟模型。再利用TRNSYS瞬时模拟程序对该建筑进行全年的能耗模拟分析，得到该建筑的全年动态逐时负荷。对在动态负荷下的地埋管管群换热器周围土壤温度场的模拟，本文以Fluent软件为工具，对地源热泵系统在连续运行和间歇运行两种运行方式下，进行一个供暖期的管群周围土壤温度场的模拟分析；再对系统在不同运停比的间歇运行方式下以及不同间歇周期的运行工况下，对管群周围土壤温度场进行数值模拟。以期得到地源热泵系统最优化运行方式，实现系统的长期稳定高效运行。分析结果表明，在冬季工况下，间歇运行方式相对于连续运行方式，管群周围土壤温度场分布比较均匀，温度下降幅度较缓慢，温度波及区域更大，换热能力较强，运行时间更长，更有利于热量向四周扩散以及土壤与埋管换热器之间的换热，有利于对土壤能量的充分利用。系统在不同运停比方式下，运停比越小，土壤温度下降幅度越小，土壤温度分布更均匀；系统在不同间歇周期下运行，间歇周期越小，土壤温度下降幅度越慢，土壤的平均温度下降的越小，单井作用半径较大，具备较强的换热能力。因此，小的运停比和小间歇周期运行方式更有利于热泵系统的长期稳定运行以及土壤能量的充分利用，但这将导致对管群的频繁切换和更复杂控制，所以必须结合实际，对地源热泵系统间歇运行时段进行有效控制，实现最优化运行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景与意义
• 1.2 U 型地埋管换热器传热模型研究概况
• 1.3 地埋管管群换热器国内外研究现状
• 1.4 本文主要研究内容与技术路线
• 2 地埋管换热器传热模型
• 2.1 土壤热物性参数
• 2.2 地埋管换热器传热模型
• 2.3 本章小结
• 3 建筑能耗及地埋管换热器系统设计
• 3.1 建筑能耗
• 3.2 地埋管换热器系统设计
• 3.3 本章小结
• 4 地埋管换热器管群不同运行方式分析
• 4.1 地埋管管群换热器模型建立
• 4.2 连续运行与间歇运行对比分析
• 4.3 不同间歇运行方式对比分析
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献