【摘要】：本文以地源熱泵—地板輻射空調(diào)系統(tǒng)為研究對象。對地源熱泵—地板輻射空調(diào)系統(tǒng)的基本工作原理和控制特點進行了理論研究，建立了基于傳熱過程的系統(tǒng)數(shù)學模型，提出了基于系統(tǒng)傳熱特性的控制策略，計算了末端圍護結(jié)構(gòu)的對流、輻射傳熱系數(shù)，針對不同控制策略進行了實驗研究和模型計算。 掌握地源熱泵—地板輻射空調(diào)系統(tǒng)的工作原理和傳熱特性是制定系統(tǒng)運行控制策略的重要前提。針對地源熱泵—地板輻射空調(diào)系統(tǒng)和傳統(tǒng)空氣源熱泵—風機盤管空調(diào)系統(tǒng)，從傳熱原理、舒適性、節(jié)能性、建筑裝修協(xié)調(diào)性等方面對兩者進行了對比。在此基礎(chǔ)上，提出地源熱泵—地板輻射空調(diào)系統(tǒng)控制的特點，具體包括：控制的預(yù)判性、地源側(cè)取放熱能力的制約性、關(guān)注室內(nèi)設(shè)計參數(shù)和地板表面溫度、重視系統(tǒng)輸配節(jié)能等。 通過熱量傳遞過程建立地源熱泵—地板輻射空調(diào)系統(tǒng)的傳熱數(shù)學模型，具體包括地板輻射模型、地源熱泵模型、主機模型。地板輻射模型以室內(nèi)空氣為研究對象，圍護結(jié)構(gòu)傳熱采用無限大平壁瞬態(tài)導熱模型，結(jié)合地板輻射、對流散熱量公式求得。地源熱泵模型分為鉆孔內(nèi)和鉆孔外兩部分，分別采用二維穩(wěn)態(tài)導熱模型和一維Kelvin線熱源模型求解得到。主機模型通過系統(tǒng)能量平衡、系統(tǒng)能效比體現(xiàn)。 在對地源熱泵—地板輻射空調(diào)系統(tǒng)的適用范圍、運行控制影響因素等分析以后，提出了一種適用于該空調(diào)系統(tǒng)的運行策略，即“設(shè)定室溫范圍下的間歇運行控制策略”。具體為預(yù)先設(shè)定室內(nèi)空氣溫度范圍，根據(jù)實際室內(nèi)溫度與設(shè)定值的比較決定系統(tǒng)的運行狀態(tài)。 掌握系統(tǒng)運行過程中地板輻射末端各圍護結(jié)構(gòu)表面的對流換熱系數(shù)和地板的輻射換熱系數(shù)十分重要，是工程運用的重要參數(shù)，也是模型計算的重要依據(jù)。在具體計算時，引入單面地板輻射和雙面地板輻射兩種末端形式，針對冬季和夏季兩種工況，分為運行和恢復兩個階段進行求解。在輻射換熱系數(shù)的求解中，同時采用了網(wǎng)絡(luò)圖法和簡化公式法。最終得到地板輻射自然對流換熱系數(shù)表、地板輻射換熱系數(shù)經(jīng)驗值表。 針對提出的地源熱泵—地板輻射空調(diào)系統(tǒng)運行策略進行實驗研究。搭建系統(tǒng)實驗臺，針對不同控制策略擬定實驗工況，進行實驗測試。結(jié)果分析具體包括：機組性能分析、地埋管換熱器換熱能力分析、地源側(cè)巖土溫度分析、系統(tǒng)能耗分析、室內(nèi)空氣溫度分析等。結(jié)果顯示：室溫范圍控制間歇運行時系統(tǒng)能效比COP比機組回水溫度控制運行時高0.3；在地埋管換熱器換熱能力方面前者比后者高28%，單位延米取熱量達到47.8W/m；在8h運行時間段內(nèi)，前者系統(tǒng)總耗電比后者少18.3kW·h，，約占后者總耗電的27%。 針對建立的地源熱泵-地板輻射空調(diào)系統(tǒng)傳熱模型，引入具體建筑類型，對模型參數(shù)賦值，針對不同控制策略進行計算。計算表明，模型可以大致模擬不同控制策略下室內(nèi)溫度變化。在保證室內(nèi)溫度都滿足需求的前提下計算系統(tǒng)耗電量，24h運行周期內(nèi)，設(shè)定室溫范圍控制的總體耗電比機組回水溫度控制下少52.7kW·h，節(jié)能效果顯著。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU83

【參考文獻】

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本文編號：2422348