【摘要】： 隨著地源熱泵系統(tǒng)在我國的運(yùn)用，地源熱泵的工作機(jī)理得到越來越多的關(guān)注。我國高校與科研機(jī)構(gòu)及生產(chǎn)單位對地源熱泵的傳熱機(jī)理進(jìn)行了廣泛的研究，尤其是在定性研究方面，取得了深入進(jìn)展。本文從定量研究的目標(biāo)出發(fā)，對傳熱模型進(jìn)行了進(jìn)一步探討，并對影響傳熱的各種因素進(jìn)行了數(shù)值分析，同時驗(yàn)證討論了不考慮地下水遷移的傳熱模型。在此基礎(chǔ)上，對地源熱泵系統(tǒng)相關(guān)的各因素的確定進(jìn)行了詳盡的探討，并且闡述了地源熱泵設(shè)計的一般過程。 本文所在課題組，為一座600平方米的獨(dú)棟別墅開發(fā)了一套完整的地源熱泵供暖系統(tǒng)。針對這套系統(tǒng)，文中討論了建立數(shù)學(xué)模型的一些基本假設(shè)，幾種典型的解決土壤內(nèi)部溫度分布的數(shù)學(xué)模型，例如線熱源、圓柱形熱源、U型管模型等數(shù)學(xué)模型，對比了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，給出了幾種類型對應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖。介紹了有限元基本原理，有限元分析軟件的基本信息，闡述了有限元分析軟件MARC的一些基本功能，而后通過建立物理模型，網(wǎng)格劃分，邊界條件約束，初始化，加載載荷，過程運(yùn)算和結(jié)果后處理等過程。利用傳熱模型模擬了埋管內(nèi)流體及周圍土壤在不同深度和不同工況下的溫度場，用大型有限元軟件MARC軟件計算了等溫線圖，從圖中可以直觀的看出埋管周圍土壤的溫度分布以及熱作用半徑的變化規(guī)律。 地源熱泵在我國是一個新興的科學(xué)研究領(lǐng)域，節(jié)能、環(huán)保、美化環(huán)境，有著廣闊的發(fā)展前景，存在著廣闊的空間值得我們進(jìn)一步的研究和試驗(yàn)。本文所提供理論模型與數(shù)值計算的方法，將為地源熱泵工程和進(jìn)一步研究提供理論依據(jù)和參考作用。
【圖文】：

1.4.2地源熱泵的分類按地下?lián)Q熱器型式不同可分為:水平蛇型管式，，水平螺旋管式，豎直埋地套管式，U型豎直埋管式等。圖1一3至圖1一6列出了幾種地下?lián)Q熱器的示意圖。水平埋管型施工簡單，在整個地源熱泵應(yīng)用中所占的份額也不小，但是相對一而言，受外界氣候的影響較大，換熱能力較低，施工所占用的場地也比較大，適合場地比較充分且無堅(jiān)硬巖石易于挖掘的的地方建造，應(yīng)用范圍比較有限;當(dāng)埋管深度較淺(Zm以內(nèi))，熱泵運(yùn)行后，地溫可在下一個運(yùn)行季節(jié)到來時通過與地面的傳熱而恢復(fù)，但若理深較深時，地溫卻只能部分恢復(fù)。我國夏熱冬冷地區(qū)制冷和供熱天數(shù)大致相當(dāng)，冷暖負(fù)荷基本相同，冬夏兩季使用有利于地溫恢復(fù)。

型管的影響半徑問題，希望能給實(shí)際作業(yè)帶來一些參考價值。14.1單U管模擬分析采用單U管4個月的溫度場模擬結(jié)果見圖3一6。圖中顏色越深表示溫度越高，黃色區(qū)域表示土壤的溫度，最外側(cè)大圓的半徑為sm。圖3一7是從中心等距取點(diǎn)，進(jìn)行4個月的溫度追蹤結(jié)果可發(fā)現(xiàn)在 2.sm處的點(diǎn)溫度變化在0.3℃內(nèi)，在2.7m處的點(diǎn)溫度基本變
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TH38

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 魏云;蕪湖地區(qū)土壤源熱泵系統(tǒng)的適用性研究分析[D];安徽理工大學(xué);2011年

本文編號：2656478