地源熱泵空調系統(tǒng)是利用土壤作為冷熱源,并采用熱泵原理制冷制熱的新型能源利用技術。與傳統(tǒng)空調相比,具有節(jié)能環(huán)保的特點。目前對于地源熱泵系統(tǒng)運行性能及土壤溫度場監(jiān)測方面的工程實例仍然偏少,尤其是缺乏長期的實際運行數據,這種局面與我國地源熱泵系統(tǒng)的推廣發(fā)展速度十分不協調。因此,結合實際工程研究地源熱泵運行性能及周圍土壤溫度場對于地源熱泵系統(tǒng)的應用具有重要的現實意義。本課題以上海市東華大學圖書館地源熱泵系統(tǒng)工程為研究背景,采用實驗測試、理論分析、建立傳熱模型及數值模擬等方法進行研究。首先結合圖書館能耗分析和上海地區(qū)的地質條件對地源熱泵系統(tǒng)進行設計,運用METASYS系統(tǒng)及“組態(tài)王”軟件,配置了一套自動控制及數據采集系統(tǒng)。在此基礎上,實驗研究冬夏兩季地源熱泵系統(tǒng)的運行特性,重點研究地埋管換熱器單位井深換熱量、系統(tǒng)循環(huán)性能。土壤溫度場實驗研究著眼于長期運行對地埋管所在地塊內部及周邊的影響。為進一步分析系統(tǒng)運行對近管壁處土壤溫度的影響,利用GAMBIT軟件建立了與實驗一致的管群與土壤換熱模型,運用FLUENT軟件模擬長期運行工況下土壤溫度分布,并對不同負荷、不同運行時間下土壤溫度變化進行短期模擬。通... 

【文章來源】：東華大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：105 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 國內外地源熱泵技術的發(fā)展狀況
    1.3 與本課題相關的國內外研究現狀
    1.4 研究現狀小結
    1.5 課題研究意義
    1.6 研究內容
    1.7 技術路線
第二章 研究前期實驗臺搭建
    2.1 實驗臺搭建目的
    2.2 實驗臺搭建過程
    2.3 實驗前期土壤物性測試
    2.4 地源熱泵系統(tǒng)工程設計
    2.5 地埋管換熱器及實驗測溫井的安裝
    2.6 自動控制系統(tǒng)
    2.7 測試儀器及誤差分析
    2.8 實驗測試內容及數據處理方法
    2.9 本章小結
第三章 地源熱泵系統(tǒng)運行性能實驗研究
    3.1 冬季地源熱泵系統(tǒng)運行實驗
    3.2 夏季地源熱泵系統(tǒng)運行實驗
    3.3 本章小結
第四章 埋管周圍土壤溫度場實驗研究
    4.1 運行前土壤初始溫度實驗結果及分析
    4.2 運行階段土壤溫度變化
    4.3 日運行地塊溫度變化粗算
    4.4 土壤釋熱量及得熱量統(tǒng)計
    4.5 本章小結
第五章 管群與土壤熱擴散的模型建立
    5.1 有限容積法基本思想
    5.2 數學模型的建立及求解
    5.3 FLUENT模擬過程介紹
    5.4 本章小結
第六章 管群與土壤熱擴散模擬及驗證
    6.1 冬季地源熱泵運行土壤溫度場變化
    6.2 夏季地源熱泵運行土壤溫度場變化
    6.3 不同負荷土壤熱擴散情況
    6.4 不同運行時間下土壤熱擴散情況
    6.5 單位井深換熱量與土壤過余溫度的關系
    6.6 本章小結
第七章 結論及展望
    7.1 結論
    7.2 展望
參考文獻
作者在攻讀碩士學位期間公開發(fā)表的學術論文清單
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]大規(guī)模地源熱泵地溫恢復特性研究[J]. 劉俊,張旭.  鐵道標準設計. 2010(S2)
[2]談我國建筑節(jié)能現狀及其新技術 新產品[J]. 張紹峰.  中國住宅設施. 2009(11)
[3]地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析[J]. 鄭紅旗,祝合虎,陳九法.  流體機械. 2009(03)
[4]土壤源熱泵地埋管換熱實驗研究[J]. 於仲義,胡平放,袁旭東.  華中科技大學學報(城市科學版). 2008(03)
[5]U型管埋地換熱器周圍土壤傳熱性能實驗研究[J]. 朱漢寶,周亞素,撒世忠.  流體機械. 2007(08)
[6]三種垂直埋管土壤熱交換器冬季供暖的實驗對比研究[J]. 王曉濤,唐志偉,馬重芳.  工程熱物理學報. 2006(S2)
[7]我國建筑能耗趨勢與節(jié)能重點[J]. 江億.  建設科技. 2006(07)
[8]U型埋管地源熱泵系統(tǒng)實驗研究[J]. 趙軍,張春雷,李新國,李麗新,宋德坤.  華北電力大學學報. 2004(06)
[9]U型垂直埋管換熱器管群周圍土壤溫度數值模擬[J]. 李新國,趙軍,周倩.  太陽能學報. 2004(05)
[10]地源熱泵在實際工程中的應用與研究[J]. 趙軍,張春雷,王健,陳濤,李新國,宋德坤.  天津建設科技. 2003(05)

博士論文
[1]地源熱泵地下套管式埋管換熱器性能研究[D]. 魏唐棣.重慶大學 2001

碩士論文
[1]地源熱泵垂直U型埋管換熱器周圍土壤溫度場的數值模型[D]. 曾憲斌.重慶大學 2007



本文編號：3481352