土壤源熱泵系統(tǒng)適用性及影響因素分析
本文關(guān)鍵詞:土壤源熱泵系統(tǒng)適用性及影響因素分析 出處:《天津大學(xué)》2014年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
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【摘要】:在我國能源結(jié)構(gòu)消耗中,建筑能耗占社會總能耗的40%左右。在能源消耗的過程中,產(chǎn)生的環(huán)境污染問題越來越受到人們的關(guān)注。土壤源熱泵技術(shù)作為一種清潔、節(jié)能、高效、可再生的新能源技術(shù),在城市建設(shè)領(lǐng)域進行積極的開發(fā)、研究和推廣應(yīng)用,有著深遠的意義。近年來,雖然土壤源熱泵技術(shù)在我國進入了大規(guī)模的推廣應(yīng)用階段,但是由于我國幅員遼闊,南北氣候差異較大,如果土壤源熱泵系統(tǒng)在不同區(qū)域的應(yīng)用一旦不當,其優(yōu)勢可能得不到充分發(fā)揮,甚至?xí)斐沙跬顿Y浪費。本文采用TRNSYS軟件模擬天津某辦公建筑的土壤源熱泵運行情況,通過實測值和模擬值的對比,驗證了所建模型的正確性。利用該模型,模擬了不同氣候區(qū)典型辦公建筑土壤源熱泵系統(tǒng)長期運行情況,并分析其適用性。以哈爾濱為代表的嚴寒A區(qū),土壤源熱泵系統(tǒng)常年運行后埋管區(qū)域的土壤平均溫度逐漸下降,降低了系統(tǒng)冬季運行效率,不適宜單獨使用該系統(tǒng);在以沈陽為代表的嚴寒B區(qū)和以北京為代表的寒冷地區(qū),在土壤源熱泵系統(tǒng)的壽命期限內(nèi),能高效穩(wěn)定的運行;在以南京為代表的夏熱冬冷地區(qū)和以廣州為代表的夏熱冬暖地區(qū),土壤源熱泵系統(tǒng)在持續(xù)運行數(shù)年后,系統(tǒng)運行效率明顯下降,不利于土壤源熱泵系統(tǒng)持續(xù)高效的運行。針對土壤源熱泵系統(tǒng)在不同地區(qū)的適用性分析,本文從建筑累計冬夏季冷熱負荷比、埋管深度、埋管間距、土壤導(dǎo)熱系數(shù)和回填材料的導(dǎo)熱系數(shù)等方面,研究影響土壤源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用和推廣的因素。發(fā)現(xiàn)當建筑的逐時累計冷負荷與累計熱負荷之比在0.4~1.5:1之間時,機組地埋管向地下土壤取、排熱量基本平衡,土壤源熱泵系統(tǒng)能持續(xù)高效的運行;隨著埋管深度和埋管間距的增加,土壤平均溫度的溫升有所降低;土壤導(dǎo)熱系數(shù)在有限的變化范圍內(nèi),其對土壤平均溫度影響并不大;同時還發(fā)現(xiàn),要保證地埋管換熱器的換熱性能,回填材料的導(dǎo)熱系數(shù)要大于鉆孔外土壤的導(dǎo)熱系數(shù),但并不是越大越好。
[Abstract]:In the consumption of the energy structure in China about building energy consumption accounted for 40% of the total energy consumption of society. In the process of energy consumption, environmental pollution problems have attracted more and more attention. The ground source heat pump technology is a kind of clean, efficient, renewable energy, new energy technologies, positive development in the field of city construction the research and application, and has far-reaching significance. In recent years, although the soil source heat pump technology has entered a phase of large-scale popularization and application in our country, but because of China's vast territory, large differences between the north and the south, if the soil source heat pump system used in different areas once properly, its advantage can not give full play to the at the beginning, and even cause the waste of investment. This paper uses TRNSYS software to simulate the soil source heat pump operation of an office building in Tianjin, through the comparison of measured and simulated values, the validity of the model is Sure. Using the model, simulation of the typical office building in different climate zones of soil source heat pump system in long-term operation, and analyze their applicability. As the representative of Harbin cold area A, the average soil temperature of ground source heat pump system after buried pipe area year-round operation gradually decreased, reducing the efficiency of system operation in winter, not suitable for the use of the system alone; in Shenyang as the representative of the cold region and B in Beijing as the representative of the cold area, in the life of the soil source heat pump system, can be highly efficient and stable operation; in hot summer and cold winter area represented by Nanjing and Guangzhou as the representative of the hot summer and warm winter area, soil source heat pump in the system after several years of continuous operation, the operation efficiency of the system decreased significantly, is not conducive to soil source heat pump system of sustainable and efficient operation. According to the analysis of applicability of GSHP system in different regions, this paper from construction accumulated in winter Summer hot and cold load ratio, pipe depth, pipe spacing, soil thermal conductivity and thermal conductivity of backfill material, the effect of soil source heat pump system application and promotion factors. When building the hourly cooling load and total cumulative thermal load ratio between 0.4~1.5:1, to take the underground soil buried pipe mill row, heat balance, soil source heat pump system for efficient operation; with the increase of depth of buried pipe and pipe spacing, decreased the rise of average temperature of the soil temperature; soil thermal conductivity changes in a finite range of the average soil temperature had little effect; it is also found that to ensure the underground heat exchanger the performance of heat exchanger, heat conduction coefficient of thermal conductivity of backfill material is greater than the outer soil, but not the bigger the better.
【學(xué)位授予單位】:天津大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TU83
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本文編號:1389877
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