富水土壤地源热泵特性研究

发布时间：2020-07-11 18:22

【摘要】： 随着经济的发展和人们环保意识的提高，具有高效节能、低运行成本、美观、环保、一机多用且利用可再生能源的地源热泵技术越来越受到人们的重视。目前地源热泵技术在我国还处在理论研究和应用的初期阶段，缺乏有关地源热泵系统在亚热带富水地区运行特征的研究。 本文针对亚热带富水地区地源热泵系统的特性进行了研究，这对地源热泵技术的研究具有理论价值，对地源热泵技术推广应用具有实际应用价值。主要研究内容包括： 针对富水土壤的特点，讨论与传热有关的各种热物性参数。模拟土壤含水率对其导热系数的影响以及南宁市全年地温分布图。分析渗流对传热影响的因素，利用数值积分求解了现有模型，模拟分析渗流对二维温度场的影响，总结建模和求解的方法。 以现有理论为依据，选择夏热冬暖地区富水土壤的典型砂质土作为传热介质，模拟水渗流传热状态。通过实验研究渗流对土壤换热器周围温度场的影响，即富水土壤水渗流对热量或冷量的聚集效应的影响，使夏热冬暖地区富水土壤换热器的设计更加合理和经济。 自主设计安装了1.5匹小型地源热泵空调系统，研究在亚热带富水地区地源热泵空调机组的运行特性，主要包括：系统的能效比，系统的整体匹配，单位井深换热量，平均导热系数等。
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TK523
【图文】：

地源热泵主要由四个部件组成:即压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀，其中压缩机是地源热泵的最主要部件，是热传导的动力源，冷凝器和蒸发器器是地源热泵吸热和放热的部件，节流阀是地源热泵的控制部件。图1一1为地源热泵的系统示意图。地源热泵系统I’]由地上部分和地下部分组成。地上部分包括热泵机组和风道系统或风机盘管系统，与传统空调系统相似。地下部分是地热能热交换部分，一般有封闭循环系统和开放式循环系统二种形式。图2为地源热泵系统地下部分的示意图。水平埋管(a)土壤埋管式系统(闭路系统)螺纹盘管飞飞‘‘地表水系统(b)水源式系统(开路系统)图1一2为地源热泵系统地下部分的示意图Figl一 2Formofgroundheatexehanger地下部分是地源热泵工作性能的关键，它直接制约着地源热泵系统供热或制冷效率的高与低。目前常用的地下系统有三种:(l)封闭循环系统(详见图1一Za):它是近年来国际流行的地下系统类型，也是最为安全、对环境破坏最小和使用寿命最长的地下系统。其工作原理是:利用地壳浅层的恒温特性，在冬季采暖时，低温地热加热人工注入的采热媒体(一般为水或水和防冻液的混合物)，经过地源热泵释放能量，再循环注入地下加温;在夏季制冷时，地上循环系统将建筑物内的热量经过地源热泵交换到地下循环系统中，通过封闭循环将热传至地壳内。根据建筑物周围的环境可分为三种不同的设计:①当建筑物周围相对空旷时

图2一6无渗流时土壤温度场 F192一 6LaPserateofsoilwithnoseePage图2一6和图2一7是模拟在夏季供冷状态下，看出:在无渗流情况下，温度场是中心对称的，一一渗流方向图2一7有渗流时土壤温度场 F192一 7LaPserateofsoilwithseePage运行30天后的土壤温度场。从两图可以且换热器周围温度较高;在渗流速度为。一，厂j0-，脚厂，情况下，换热器周围的温度场发生了变形，+x向温度场明显拉长，一x向温度场明显缩短，且换热器周围温度场较无渗流时高温区明显缩小。由此可见，有渗流情况下，周围较低的土壤温度场有利于土壤换热器的散热，减少了热量在换热器周围的聚集

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本文编号：2750758