地源热泵系统岩土热响应试验及能效测评

论文摘要

鉴于世界能源问题的严峻形势及煤炭、石油、天然气等化石能源的快速消耗,可再生能源的开发利用日益受到国际社会的重视,成为促进能源多样化和实现可持续发展的重要能源。其中以浅层地热能资源作为供热热源和供冷冷源的地源热泵技术已经成为可再生能源利用的暖通空调新技术,是建筑节能领域通用的高效节能技术,也是发掘中央空调系统节能潜力的重要手段,在我国得到了越来越多的重视,发展日益迅速。本文针对地源热泵系统应用中岩土热响应试验和能效测评两个方面的问题开展了研究,其中第二至五章为主体章节。第二章和第三章为岩土热响应试验的研究内容。首先分析了岩土热响应试验采用的传热模型和数据处理方法,对比了钻孔外无限长线热源模型、无限长柱热源模型及有限长线热源模型的差异及其用于岩土热响应试验数据处理的适用性,并在此基础上编制了专业的岩土热响应试验计算软件;随后,总结了实施岩土热响应试验的步骤及方法,并采用计算软件,以实际工程的测试结果为基础探讨了岩土热物性及钻孔热阻的最佳确定方法,提出了一种基于三参数估计法和平均误差分析的岩土热响应试验数据处理新方法。第四章和第五章为地源热泵系统能效测评的研究内容。首先详细介绍了地源热泵系统能效测评的主要内容和方法,并提出了地源热泵系统节能效益评估的具体计算方法及公式;然后对重庆地区包括地埋管地源热泵系统、江水源热泵系统和湖水源热泵系统在内的三个采用地源热泵供热制冷技术的实际工程进行了能效测评,根据实测数据,重点分析了系统性能检测结果,总结了系统运行中存在的问题,并评估其节能效益,由于地源热泵系统良好的质调节功能,节能效果显著。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.1.1 中央空调系统的节能潜力
• 1.1.2 地源热泵技术的应用
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 岩土热响应试验
• 1.2.2 地源热泵系统能效测评
• 1.3 课题研究的主要研究内容
• 1.4 课题研究的目的和意义
• 2 岩土热响应试验传热模型及计算软件编制
• 2.1 岩土热响应试验传热模型分析
• 2.1.1 钻孔内二维稳态导热模型
• 2.1.2 钻孔外无限长线热源模型（ILSM）
• 2.1.3 钻孔外无限长柱热源模型（ICSM）
• 2.1.4 钻孔外有限长线热源模型（FLSM）
• 2.1.5 ILSM、ICSM 及FLSM 适用性分析
• 2.2 岩土热响应试验数据处理方法
• 2.2.1 线性推导法
• 2.2.2 参数估计法
• 2.3 岩土热响应试验计算软件编制
• 2.4 本章小结
• 3 岩土热物性及钻孔热阻最佳确定方法探讨
• 3.1 工程概况
• 3.2 岩土热响应试验的实施
• 3.2.1 岩土热响应试验装置的研发
• 3.2.2 岩土热响应试验步骤及方法
• 3.3 最佳确定方法探讨
• 3.3.1 ILSM 耦合线性推导法
• 3.3.2 ILSM 耦合双参数估计法
• 3.3.3 ICSM 耦合双参数估计法
• 3.3.4 ILSM、ICSM 耦合三参数估计法
• 3.3.5 基于三参数估计法的数据处理新方法
• 3.4 本章小结
• 4 地源热泵系统能效测评
• 4.1 测评内容
• 4.2 系统性能检测
• 4.2.1 室内温度和相对湿度检测
• 4.2.2 热泵机组制冷/制热性能系数检测
• 4.2.3 系统能效比检测
• 4.3 系统能效评估
• 4.3.1 节能效益评估
• 4.3.2 环境效益评估
• 4.3.3 经济效益评估
• 4.4 本章小结
• 5 地源热泵系统能效测评案例分析
• 5.1 工程概况
• 5.1.1 地埋管地源热泵系统RH 项目
• 5.1.2 江水源热泵系统PS 项目
• 5.1.3 湖水源热泵系统CQU 项目
• 5.2 实际运行情况调研
• 5.3 室内平均温度和相对湿度
• 5.4 热泵机组性能系数检测结果及分析
• 5.4.1 热泵机组制冷性能系数
• 5.4.2 热泵机组制热性能系数
• 5.5 系统能效比检测结果及节能分析
• 5.5.1 系统制冷能效比
• 5.5.2 系统制热能效比
• 5.6 本章小结
• 6 结论及展望
• 6.1 本文的主要结论
• 6.2 建议及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录