本文關(guān)鍵詞： 地熱換熱器 負荷不平衡 熱/冷量累積 分區(qū)運行　出處：《山東建筑大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：地源熱泵作為一種節(jié)能環(huán)保的新技術(shù)得到了推廣和使用,但是隨著運行時間增長也出現(xiàn)了一些問題:在夏季負荷大于冬季負荷的熱帶地區(qū)和冬季負荷大于夏季負荷的嚴寒地區(qū),由于冬夏季取放熱負荷不平衡,長期運行后會導致地埋管群中心區(qū)域有多余的熱/冷量累積,土壤溫度嚴重偏離初始溫度,系統(tǒng)的運行效率下降。分區(qū)運行方法是最近提出的一種能夠減緩地埋管群中心區(qū)域熱/冷量累積的新方法,目前該技術(shù)不夠完善,還在探索之中。本文以夏季負荷大與冬季負荷為例,基于集群有限長線熱源模型,以地熱換熱器內(nèi)部區(qū)域冬夏季負荷趨于相對平衡為目標,結(jié)合冬夏季各運行月負荷情況提出多種分區(qū)運行策略,之后分別從夏冬季負荷比、土壤熱物性參數(shù)和鉆孔間距等方面研究分析12×12管群布置的地源熱泵系統(tǒng)運行到第20年夏季結(jié)束時的地下土壤溫度場分布。結(jié)果表明,夏冬季負荷比小于1.5:1時,不采用分區(qū)運行方式也能保證地源熱泵系統(tǒng)正常運行;夏冬季負荷在1.5:1~2.0:1之間時,建議考慮采用大負荷季節(jié)運行所有埋管,小負荷季節(jié)停止運行外圍一圈埋管(即策略二)的分區(qū)運行方法;夏冬季負荷比、鉆孔間距和土壤體積比熱越大、土壤導熱系數(shù)越小,采用分區(qū)運行策略后中心區(qū)域累積的熱量越少;通過對各分區(qū)策略的地下土壤溫度分布進行分析,鉆孔間距、土壤導熱系數(shù)和土壤體積比熱較小時,建議采用大負荷季節(jié)運行所有埋管,小負荷季節(jié)停止運行外圍兩圈埋管(即策略三)的分區(qū)運行方法;而當鉆孔間距、土壤導熱系數(shù)和土壤體積比熱較大時,建議采用大負荷季節(jié)運行所有埋管,小負荷季節(jié)停止運行外圍一圈埋管(即策略二)的分區(qū)運行方法。
[Abstract]:As a new energy saving and environmental protection technology, ground-source heat pump has been popularized and used. However, with the increase of operating time, there are some problems: in the tropical areas where the summer load is larger than the winter load, and in the severe area where the winter load is larger than the summer load, because of the imbalance of the heat transfer load in winter and summer. Long-term operation will lead to the accumulation of excess heat / cooling in the central area of the buried pipe group, and the soil temperature will deviate from the initial temperature seriously. The operation efficiency of the system is decreased. The partition operation method is a new method which can slow down the accumulation of heat / cold rate in the central area of the buried pipe group recently, but the technology is not perfect at present. This paper takes the heavy load in summer and the load in winter as an example, based on the cluster finite line heat source model, taking the relative balance of winter and summer load in the inner region of geothermal heat exchanger as the goal. Combined with the monthly load of each operation in winter and summer, the paper puts forward a variety of zonal operation strategies, and then respectively from summer to winter load ratio. The distribution of the ground temperature field of the geothermal heat pump system arranged by 12 脳 12 pipe group up to the end of the 20th summer is studied and analyzed from the aspects of soil thermal properties parameters and borehole spacing. The results show that the temperature field of the ground source heat pump system is very important. When the load ratio is less than 1.5: 1 in summer and winter, the normal operation of ground source heat pump system can be ensured without using the zonal operation mode. When the load in summer and winter is between 1.5: 1 and 2.0: 1, it is suggested to consider the method of running all buried pipes in heavy load season and stopping one circle of buried pipe (strategy II) in small load season. The load ratio in summer and winter, the larger the borehole spacing and the specific heat of soil volume, the smaller the thermal conductivity of the soil, and the less heat accumulated in the central area after adopting the zonal operation strategy. Based on the analysis of soil temperature distribution in different subzone strategies, the borehole spacing, soil thermal conductivity and specific heat of soil volume are small, and it is suggested that all buried pipes should be operated in heavy load season. The partition operation method of two-circle buried pipe (i.e. strategy III) in small load season; However, when the borehole spacing, soil thermal conductivity and specific heat of soil volume are large, it is suggested that all buried pipes should be operated in the heavy load season and the surrounding buried pipes (i.e. strategy 2) in the small load season.
【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU83

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