天津地区土壤源热泵土壤热响应与冷响应特性研究

论文摘要

地层是一个巨大的太阳能集热器,收集了大量的太阳能,土壤源热泵系统即是利用地热资源作为冷热源进行能量转换的一类新型空调技术。其不受地域限制,是一种可再生能源,也是清洁能源。土壤源热泵的核心技术是地埋管换热器的设计和施工,其成功的关键在于取得可靠的当地土壤特性,其中包括地下土壤稳定状态下的取热特性、散热特性、单位井深土壤换热量。为了确保设计过程采用正确的散热数据,本课题对即将建筑施工的天津工业大学西青校区工地进行了地埋管的实地实验研究,根据测试出的并联双U型地埋管的取、散热特性,为土壤源热泵的优化设计和可靠运行提供技术支持。本课题通过实地测验,对采用土壤源热泵系统的不同深度的土壤温度进行实时监测,并对土壤热响应、冷响应以及传热系数进行分析计算。另外,本课题还就土壤源热泵系统的目前形势、潜在优势和发展前景作了大量的分析说明,对土壤源热泵系统的经济以及技术优势作了大量阐述。土壤源热泵系统环保、节能、运行费用低、空气品质高,而且应用灵活,可靠性强,使用寿命较长,节省占地空间,应大力推广。实验结果表明,土壤源热泵系统不会对地下水源造成污染,而且系统运行对地下土壤温度影响甚微,基本上对地下20米以下没有任何影响,都控制在0.1℃以内,而对于地下20米之内,最大的温度变化也不超过0.3℃。土壤本身就是很好的蓄能材料,对于蕴含大量能量的土壤层来说,系统运行造成的细微温升基本上不造成什么影响,而且春秋过渡季节系统的停止运行,使得土壤很快就能恢复至初始状态。土壤源系统具备众多优势,使得其具备广阔的推广前景,若与其他节能空调系统结合,其优势更加突出。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 土壤源热泵技术概述
• 1.1 引言
• 1.2 土壤源热泵概念、原理及分类
• 1.2.1 土壤源热泵的概念
• 1.2.2 土壤源热泵的原理
• 1.2.3 土壤源热泵的分类
• 1.3 土壤源热泵技术的研究现状和发展动态
• 1.3.1 国外土壤源热泵的发展情况
• 1.3.2 国内土壤源热泵的发展情况
• 1.3.3 土壤源热泵发展意义与前景
• 1.4 土壤源热泵技术的特点
• 1.4.1 土壤源热泵技术使用的优点
• 1.4.2 土壤源热泵使用的经济性分析
• 1.4.3 土壤源热泵使用的限制因素
• 1.5 本课题研究的目的
• 1.6 本课题研究的内容和方法
• 第二章 土壤源热泵系统介绍和基础理论
• 2.1 土壤源热泵系统工作原理
• 2.1.1 土壤源热泵系统的主要组成部分
• 2.1.2 土壤源热泵系统的运行原理
• 2.1.3 土壤源热泵空调系统的应用
• 2.2 土壤源热泵的技术要求
• 第三章 土壤源热泵热响应和冷响应测试实验方案介绍
• 3.1 土壤源热泵冷热响应测试背景
• 3.2 土壤源热泵冷热响应测试方案
• 3.2.1 土壤源热泵冷热响应测试的原理
• 3.2.2 土壤源热泵冷热响应测试的依据
• 3.3 土壤源热泵冷热响应测试仪器
• 3.4 土壤源热泵冷热响应测试仪器校核
• 3.5 土壤源热泵冷热响应测试系统的误差控制策略
• 第四章 土壤源热泵冷响应和热响应测试
• 4.1 土壤源热泵冷热响应测试工程概况
• 4.2 土壤温度测试
• 4.3 土壤的传热系数分析
• 4.4 土壤源热泵冷响应分析
• 4.5 土壤源热泵热响应测试结果
• 4.6 土壤源热泵冷响应测试结果
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文结论
• 5.1.1 土壤源热泵系统的技术经济优势
• 5.1.2 推广土壤源热泵系统过程中应注意的问题
• 5.1.3 土壤源热泵技术推广的实施策略
• 5.1.4 其他结论
• 5.2 不足之处与后期展望
• 参考文献
• 附录
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢