土壤源熱泵埋管換熱器周圍土壤溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、土壤源熱泵是一種節(jié)能環(huán)保的技術(shù)，但是其地埋管換熱器的吸熱排熱不平衡問(wèn)題是應(yīng)用過(guò)程中面臨的一個(gè)普遍問(wèn)題。關(guān)于土壤溫度變化和熱泵系統(tǒng)性能變化之間的互相影響的研究很少，本文的主要目的是建立能夠反應(yīng)土壤源熱泵系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中埋管換熱器周圍土壤溫度變化規(guī)律及其對(duì)熱泵系統(tǒng)運(yùn)行影響的動(dòng)態(tài)耦合模型，同時(shí)建立實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行土壤溫度響應(yīng)實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行驗(yàn)證。利用驗(yàn)證過(guò)的動(dòng)態(tài)耦合模型進(jìn)行為期七年的傳統(tǒng)土壤源熱泵和多功能土壤源熱泵運(yùn)行工況模擬和對(duì)比

2、。具體的研究工作包括：
　　(1).建立了以變熱流線熱源模型、鉆孔內(nèi)一維傳熱模型和熱泵機(jī)組穩(wěn)態(tài)仿真模型相結(jié)合的動(dòng)態(tài)耦合模型，計(jì)算埋管換熱器周圍土壤溫度變化和熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行性能之間的互相影響。
　　(2).搭建了多功能土壤源熱泵實(shí)驗(yàn)臺(tái)，利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了為期近一個(gè)月實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)建立的動(dòng)態(tài)耦合模型進(jìn)行驗(yàn)證。
　　(3).采用經(jīng)驗(yàn)證的動(dòng)態(tài)耦合模型，分別模擬了夏熱冬冷地區(qū)傳統(tǒng)土壤源熱泵系統(tǒng)和多功能土壤源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行七年時(shí)

3、間內(nèi)土壤溫度的變化和熱泵機(jī)組的運(yùn)行性能變化，結(jié)果表明傳統(tǒng)土壤源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行七年以后，土壤溫度升高了1.91℃～2.69℃，冷卻水進(jìn)水溫度將升高到36℃，而多功能土壤源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行七年以后土壤溫度基本沒(méi)有變化，冷卻水進(jìn)水溫度也能保持在33℃。
　　研究結(jié)果表明建立的動(dòng)態(tài)耦合模型能夠比較準(zhǔn)確地反應(yīng)熱泵機(jī)組的運(yùn)行情況和土壤溫度的變化情況，可以用于實(shí)際工程中。同時(shí)證明夏熱冬冷地區(qū)，隨著傳統(tǒng)土壤源熱泵機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，埋管換熱器周圍的土