地源熱泵系統(tǒng)是一種高效節(jié)能、綠色環(huán)保的新型空調(diào)系統(tǒng)。近年來,樁基埋管式地源熱泵系統(tǒng)已經(jīng)成為土壤源熱泵系統(tǒng)新的發(fā)展趨勢。首先,本論文建立了樁基埋管換熱器及樁基埋管換熱器群的傳熱模型,對傳熱模型及傳熱過程進(jìn)行了簡化假設(shè),并確定了傳熱模型的初始條件及邊界條件、明確了傳熱過程的數(shù)值模擬流程。其次,本論文針對樁基埋管換熱器,模擬分析了其在夏季供冷工況及冬季供熱工況下的傳熱過程。研究表明:在樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行1小時之后,整個樁基區(qū)域受到明顯的熱作用影響;在系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行20小時之后,樁基埋管換熱器單位延米放熱量和單位延米取熱量均趨于穩(wěn)定;在系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行一個月之后,夏季供冷工況下樁基埋管換熱器單位延米放熱量約99.83W/m,冬季供熱工況下樁基埋管換熱器單位延米取熱量約87.26W/m;在本論文設(shè)計工況下,管內(nèi)流速取0.60m/s左右為宜,在夏季供冷工況及冬季供熱工況下,地埋管進(jìn)水溫度分別取308.0K、278.0K左右為宜,混凝土及土壤導(dǎo)熱系數(shù)的增加對換熱器傳熱性能的提升效果隨著其導(dǎo)熱系數(shù)值的增加而減弱。然后,本論文針對樁基埋管換熱器群,模擬分析了其在四種條件下的傳熱過程。研究表明:當(dāng)樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行一年后,在冷熱負(fù)荷不平衡狀態(tài)下,土壤平均溫度升高0.42K;在冷熱負(fù)荷平衡狀態(tài)下,土壤平均溫度降低0.16K;當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行十年后,在冷熱負(fù)荷不平衡狀態(tài)下,土壤平均溫度升高2.96K,且隨著系統(tǒng)運(yùn)行周期的增加,土壤平均溫度還將持續(xù)上升;在冷熱負(fù)荷平衡狀態(tài)下,土壤平均溫度降低0.61K,之后在每個周期結(jié)束后,土壤平均溫度的變化量趨于穩(wěn)定;春、秋季恢復(fù)期對土壤溫度的恢復(fù)具有顯著的效果,冷熱負(fù)荷平衡狀態(tài)有利于系統(tǒng)長期安全有效地運(yùn)行。最后,針對樁基埋管換熱器,對其在夏季供冷工況下的傳熱過程進(jìn)行了試驗研究,并對比分析了試驗數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果,在三組試驗方案中,管內(nèi)流速分別取0.60m/s、0.60m/s、0.30m/s,進(jìn)水溫度分別取308.0K、313.0K、308.0K。研究表明:在三種試驗方案中,各項參數(shù)最大相對誤差為7.73%,試驗結(jié)果可信;試驗數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)的最大平均差值百分比為7.34%,試驗數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果良好吻合。本論文的研究成果對樁基埋管換熱器的實(shí)際應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU83
【部分圖文】：

圖 1-1 豎直埋管換熱器形式式單 U 型；b. 鉆孔式雙 U 型；c. 鉆孔式三 U 型；d. 鉆孔式小直徑螺旋e. 鉆孔式大直徑螺旋盤管；f. 立柱狀；g. 蜘蛛狀；h. 套管式；i. 樁基式直埋管式土壤源熱泵系統(tǒng)，根據(jù)埋設(shè)深度的不同，可分為淺埋（

樁基埋管換熱器傳熱模型示意圖

樁基埋管換熱器傳熱模型網(wǎng)格劃分示意圖

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本文編號：2819324