發(fā)布時(shí)間：2017-07-25 20:41

  本文關(guān)鍵詞：地源熱泵巖土熱物性測(cè)試試驗(yàn)與影響因素分析研究

  更多相關(guān)文章： 土壤熱物性 熱響應(yīng)測(cè)試 加熱功率 影響因素

【摘要】：隨著地源熱泵技術(shù)逐漸成為建筑行業(yè)節(jié)能方向的研究熱點(diǎn),該系統(tǒng)得以較快發(fā)展與應(yīng)用。這其中準(zhǔn)確的土壤熱物性參數(shù)是進(jìn)行地埋管換熱器設(shè)計(jì)分析的前提,也是地源熱泵系統(tǒng)節(jié)能與否的關(guān)鍵一環(huán)。為提高土壤熱物性參數(shù)的精確度,找出測(cè)試過程中和數(shù)據(jù)處理中的誤差來源,本文通過建立巖土熱物性測(cè)試裝置和進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)熱物性測(cè)試實(shí)驗(yàn),來對(duì)影響測(cè)試結(jié)果精度的幾個(gè)因素進(jìn)行計(jì)算分析。本文結(jié)合自動(dòng)控制系統(tǒng)和熱響應(yīng)測(cè)試原理,研制了巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀。實(shí)驗(yàn)以不同的加熱功率分別進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)熱響應(yīng)測(cè)試,數(shù)據(jù)處理中通過簡(jiǎn)化后的一維導(dǎo)熱問題計(jì)算熱阻,并利用線熱源模型的擬合公式斜率法來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及對(duì)不同測(cè)試井參數(shù)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。其次,文中主要通過對(duì)土壤熱物性實(shí)驗(yàn)中的的土壤初始溫度、加熱功率、測(cè)量時(shí)長(zhǎng)等因素的數(shù)據(jù)影響來進(jìn)行分析及規(guī)律總結(jié)。測(cè)試結(jié)果表明:容積比熱容值隨著初始地溫測(cè)量值的升高而增大,且計(jì)算出初始地溫每偏差0.5℃,體積比熱容值平均偏差5.2%;同一測(cè)試孔在不同的加熱功率下得出的熱物性參數(shù)存在差異,高功率得出的導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散率計(jì)算數(shù)值較高,原因與地下水滲流的地質(zhì)條件有關(guān);不同測(cè)試時(shí)長(zhǎng)結(jié)果對(duì)比顯示,當(dāng)測(cè)試時(shí)長(zhǎng)為20小時(shí)時(shí),計(jì)算結(jié)果誤差偏大,測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)度在40小時(shí)之后的數(shù)據(jù)結(jié)果則可以滿足工程精度需要。影響因素分析中,本文同樣研究了管井間距對(duì)土壤溫度場(chǎng)的影響。通過線熱源原理對(duì)鉆孔周圍土壤溫升進(jìn)行計(jì)算,得出以額定功率7.5kw加熱100小時(shí)后距離加熱井1m處土壤溫升僅為0.81℃,其加熱最大影響半徑為1.87m。最后文章對(duì)斷電后的數(shù)據(jù)處理方法、測(cè)試環(huán)境影響和埋管形式進(jìn)行分析研究,望對(duì)土壤熱物性參數(shù)測(cè)試的實(shí)際工程有著參考和研究?jī)r(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：土壤熱物性 熱響應(yīng)測(cè)試 加熱功率 影響因素
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU83
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 引言11-12
• 1.2 土壤源熱泵系統(tǒng)發(fā)展中出現(xiàn)的問題12-13
• 1.3 巖土熱物性測(cè)試方法13-14
• 1.4 熱響應(yīng)實(shí)驗(yàn)的必要性和實(shí)驗(yàn)方法14-15
• 1.5 現(xiàn)場(chǎng)巖土熱響應(yīng)測(cè)試的發(fā)展15-18
• 1.5.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀及水平15-17
• 1.5.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及水平17-18
• 1.6 本文主要的研究目的和研究?jī)?nèi)容18-20
• 1.6.1 研究目的18-19
• 1.6.2 研究的主要內(nèi)容19-20
• 第2章 巖土熱物性測(cè)試?yán)碚撃Ｐ头治?/span>20-28
• 2.1 豎直地埋管換熱理論模型概述20-21
• 2.2 Kelvin線熱源理論21-22
• 2.3 圓柱熱源傳熱模型22-23
• 2.4 熱響應(yīng)測(cè)試參數(shù)計(jì)算方法23-25
• 2.4.1 線熱源模型結(jié)合最小二乘法23-24
• 2.4.2 線熱源模型結(jié)合參數(shù)估計(jì)法24
• 2.4.3 圓柱源模型結(jié)合參數(shù)估計(jì)法24-25
• 2.5 鉆孔內(nèi)的一維導(dǎo)熱過程的分析25-27
• 2.5.1 當(dāng)量后的鉆孔熱阻計(jì)算25-26
• 2.5.2 疊加理論下的鉆孔熱阻計(jì)算26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第3章 土壤熱物性測(cè)試儀的研發(fā)28-44
• 3.1 測(cè)試儀的基本原理28
• 3.2 熱響應(yīng)測(cè)試儀的開發(fā)與結(jié)構(gòu)組成28-29
• 3.3 土壤熱物性測(cè)試儀的組成29-43
• 3.3.1 水循環(huán)系統(tǒng)29-30
• 3.3.2 末端控制加熱系統(tǒng)30-31
• 3.3.3 供電穩(wěn)定系統(tǒng)31-32
• 3.3.4 信號(hào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)32-36
• 3.3.5 人機(jī)交互界面系統(tǒng)36-37
• 3.3.6 可編程控制器PLC的程序編寫37-41
• 3.3.7 人機(jī)交互觸摸屏的程序編寫41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 現(xiàn)場(chǎng)巖土熱響應(yīng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)44-62
• 4.1 土壤熱物性參數(shù)概述44-46
• 4.2 測(cè)試項(xiàng)目背景介紹46-48
• 4.2.1 氣候概況46-47
• 4.2.2 地質(zhì)概況47-48
• 4.3 測(cè)試實(shí)驗(yàn)步驟與測(cè)試前準(zhǔn)備工作48-49
• 4.3.1 熱物性測(cè)試步驟48
• 4.3.2 測(cè)試儀安裝步驟48
• 4.3.3 測(cè)試儀安裝注意事項(xiàng)48-49
• 4.4 土壤初始地溫測(cè)試49-50
• 4.4.1 初始地溫測(cè)試方法49-50
• 4.4.2 土壤初始地溫測(cè)試50
• 4.5 低功率熱響應(yīng)測(cè)試50-56
• 4.5.1 熱響應(yīng)測(cè)試時(shí)間的確定50-51
• 4.5.2 熱響應(yīng)測(cè)試過程分析51-53
• 4.5.3 熱物性參數(shù)計(jì)算53-54
• 4.5.4 1~#～6~#測(cè)試井低功率測(cè)試結(jié)果匯總54-56
• 4.6 無加熱恢復(fù)地溫測(cè)試56-57
• 4.7 高功率熱響應(yīng)測(cè)試57-60
• 4.8 測(cè)試結(jié)果匯總60-61
• 4.9 本章小結(jié)61-62
• 第5章 巖土熱響應(yīng)測(cè)試的影響因素分析62-76
• 5.1 初始地溫誤差對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響62-65
• 5.2 不同功率的測(cè)試結(jié)果分析65-66
• 5.3 測(cè)試時(shí)長(zhǎng)的影響66-69
• 5.4 鉆孔間距的影響69-72
• 5.5 斷電對(duì)巖土熱響應(yīng)測(cè)試的影響72-73
• 5.6 其他影響因素73-75
• 5.6.1 室外氣溫對(duì)換熱量的影響73-74
• 5.6.2 單雙U埋管測(cè)試對(duì)比74-75
• 5.7 本章小結(jié)75-76
• 結(jié)論與展望76-78
• 結(jié)論76-77
• 論文中的不足及展望77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-82
• 作者簡(jiǎn)介82
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文82-83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：573209