某工程土壤源熱泵垂直雙U形地下埋管換熱器保溫與不保溫實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文詳細(xì)闡述了某工程土壤源熱泵垂直雙U形地下埋管換熱器的研究背景及意義、基本特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀，通過實(shí)測的方法研究了回水管保溫與不保溫時(shí)垂直雙U形地下埋管換熱器的換熱情況，全面介紹了該實(shí)測研究的方案、試驗(yàn)系統(tǒng)搭建和實(shí)測具體過程，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了誤差分析，從不同時(shí)刻地埋管水溫、同一月地埋管平均水溫、同一季地埋管平均水溫和地埋管供回水溫差四個(gè)方面，對(duì)所測試的實(shí)際工程的冬季和夏季運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了重點(diǎn)分析，對(duì)層換熱理論模型進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并結(jié)合實(shí)測結(jié)果分

2、別求解了所實(shí)測工程的飽和換熱區(qū)、換熱區(qū)和未換熱區(qū)的深度，提出了保溫長度和地埋管埋深的計(jì)算方法和計(jì)算公式。
　　以重慶市某示范樓工程的土壤源熱泵系統(tǒng)為實(shí)測對(duì)象，對(duì)該土壤源熱泵系統(tǒng)的冬季和夏季實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，分為大流量和小流量兩類工況。
　　本次研究表明，回水管保溫與不保溫時(shí)的地埋管換熱器，對(duì)于供水管，冬季地埋管深度方向上的最大溫度值均出現(xiàn)在G80處，G40處的溫度值均已與G80處的溫度值十分接近；夏季其最小溫度值均出

3、現(xiàn)在G40處。對(duì)于回水管，冬季其最大溫度值均出現(xiàn)在H100～H80段，H40的溫度值與H80的溫度值十分接近；夏季其最小溫度值均出現(xiàn)在H100～H80段。
　　實(shí)測回水管保溫情況下的供水溫度得出，回水管保溫層增加的熱阻對(duì)供水管的逐時(shí)溫度、平均溫度的影響均較小。
　　在一個(gè)典型日下，對(duì)冬季和夏季同一深度測點(diǎn)的回水溫度分別進(jìn)行逐時(shí)比較。冬季，回水管保溫比不保溫時(shí)的地埋管回水溫度高出幅度的最大值在2.3％～6.8%波動(dòng)，最小值在0

4、.1%～2.1%波動(dòng)；夏季，其最大值在2.6%～7.9%波動(dòng)，最小值在0.6%～3.2%波動(dòng)。故，回水管保溫在冬季和夏季均有明顯效果。在冬季和夏季運(yùn)行中，回水管保溫時(shí)的地埋管日平均、月平均和制熱季平均的換熱溫差均明顯比回水管不保溫時(shí)的地埋管高。其中，日平均溫差高出幅度為10.76%～15.40%；月平均溫差高出幅度為20.13%～22.81%；制熱季平均溫差高出幅度為41.97%，制冷季平均溫差高出幅度為40.65%。綜合考慮回水管保溫

5、對(duì)回水管逐時(shí)溫度和換熱溫差的影響，定量得出回水管保溫有效，且其工程應(yīng)用價(jià)值較大。
　　將運(yùn)行季節(jié)、流量和回水管保溫三種因素對(duì)換熱溫差的影響進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)分析。得出在本次實(shí)驗(yàn)條件下，夏季回水管保溫地埋管且小流量運(yùn)行時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件較好，即采取回水管保溫措施為佳，小流量為佳，夏季運(yùn)行為佳。運(yùn)行季節(jié)是關(guān)鍵因素；流量和回水管保溫因素的極差均較小；回水管保溫因素的極差最小，但是回水管保溫極差為流量極差的0.83倍，回水管保溫對(duì)換熱溫差的影響程度與

6、流量對(duì)其影響程度接近，故回水管保溫對(duì)地下埋管換熱器換熱溫差的影響比較顯著。
　　由實(shí)測數(shù)據(jù)分析得出，重慶市某示范樓土壤源熱泵項(xiàng)目的L飽和換熱=5～10m，L換熱區(qū)=20～30m，L未換熱=60m。
　　回水管最保險(xiǎn)保溫長度L最保險(xiǎn)為L飽和換熱和L換熱區(qū)之和，并考慮一定的富裕系數(shù)，計(jì)算得本項(xiàng)目的L最保險(xiǎn)=41m；地埋管系統(tǒng)的間歇運(yùn)行有利于飽和換熱區(qū)的上移，回水管最合理經(jīng)濟(jì)保溫長度L最合理為L換熱區(qū)的深度值，并考慮一定的富裕系數(shù)