作為一項利用可再生能源的高效節(jié)能技術(shù),地源熱泵在我國有著較為廣泛的應(yīng)用。地埋管換熱器是地源熱泵系統(tǒng)的重要組成部分,它的設(shè)計合理與否直接影響到整個地源熱泵系統(tǒng)的初投資和可靠性。影響地埋管換熱器設(shè)計的主要因素是土壤熱物性參數(shù),這一參數(shù)多通過土壤熱響應(yīng)測試獲取�，F(xiàn)階段,我國在土壤熱物性測試過程中,大多數(shù)使用一維換熱模型;該模型不考慮地下土壤實際存在的分層特性,同時也忽略地下滲流,在實際工程應(yīng)用中往往出現(xiàn)熱物性測試結(jié)果復(fù)現(xiàn)性差的問題,阻礙了地源熱泵技術(shù)在我國的推廣應(yīng)用。本文在均值換熱模型的基礎(chǔ)上,分別建立豎直U型地埋管分層換熱模型和滲流模型,對地埋管周圍土壤熱物性進行研究。首先根據(jù)雙參數(shù)法編寫了分布式土壤熱物性測試程序,然后根據(jù)土壤的地質(zhì)情況和滲流情況對地下土壤進行了分層,通過每層進出口水溫變化情況擬合分布式土壤熱物性參數(shù)值。將所求土壤熱物性參數(shù)值帶入ANSYS中建立的分層模型中進行仿真計算,通過比滲流工況與非滲流工況出口溫度發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)運行48小時后,無滲流工況下分層物性參數(shù)與平均物性參數(shù)的出口溫度相對誤差為6.9%;滲流工況下分層土壤熱物性參數(shù)與平均土壤熱物性參數(shù)的出口溫度相對誤差為12.7...

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號表
1.緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外土壤熱物性測試研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外土壤熱物性測試研究
        1.2.2 國內(nèi)土壤熱物性測試研究
    1.3 地下水滲流研究
    1.4 本文主要研究內(nèi)容與研究思路
    1.5 本章小結(jié)
2.分布式土壤熱物性測試方法
    2.1 傳統(tǒng)土壤熱物性測試法
        2.1.1 無加熱循環(huán)法初溫測量
        2.1.2 線熱源傳熱模型
        2.1.3 斜率法計算土壤熱物性參數(shù)
    2.2 分布式土壤熱物性測試方法
        2.2.1 外置傳感器法初溫測試
        2.2.2 基于柱熱源的土壤分層傳熱模型
        2.2.3 參數(shù)估計法計算分層熱物性參數(shù)
    2.3 本章小結(jié)
3.分層地埋管換熱仿真模型
    3.1 地埋管換熱器與土壤的傳熱過程分析
    3.2 地埋管換熱器傳熱控制方程
        3.2.1 管內(nèi)流體傳熱控制方程
        3.2.2 多孔介質(zhì)傳熱控制方程
    3.3 三維分層換熱模型的建立
        3.3.1 模型建立條件假設(shè)
        3.3.2 模型建立
        3.3.3 網(wǎng)格的劃分及其獨立性研究
        3.3.4 邊界條件設(shè)置
    3.4 模型驗證
    3.5 本章小結(jié)
4.分布式土壤熱物性測試方法仿真研究
    4.1 地埋管換熱器系統(tǒng)仿真
        4.1.1 無滲流工況下系統(tǒng)運行仿真
        4.1.2 滲流工況下系統(tǒng)運行仿真
    4.2 土壤熱物性的反演計算
        4.2.1 參數(shù)估計法反演計算分層土壤熱物性
        4.2.2 參數(shù)估計法計算平均物性參數(shù)
    4.3 分層物性參數(shù)與平均物性參數(shù)的仿真對比研究
        4.3.1 出口溫度對比研究
        4.3.2 換熱量的對比研究
        4.3.3 換熱器周圍土壤溫度變化研究
    4.4 本章小結(jié)
5.分布式土壤熱物性測試方法實例研究
    5.1 實驗數(shù)據(jù)的獲取
    5.2 數(shù)據(jù)處理
        5.2.1 分層土壤熱物性參數(shù)求解
        5.2.2 平均土壤熱物性參數(shù)求解
    5.3 測試孔模擬研究
        5.3.1 出口溫度研究
        5.3.2 單井換熱量研究
    5.4 本章小結(jié)
6.結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
附錄 :攻讀碩士期間參與的科研項目及研究成果
致謝



本文編號：3755320