地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究及應(yīng)用軟件研發(fā).pdf

1、地源熱泵作為一種節(jié)能、高效和環(huán)保的空調(diào)系統(tǒng)，在公共、民用建筑中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。對(duì)于冬夏季建筑冷熱負(fù)荷不等的地區(qū)，地源熱泵地埋管換熱器在全年中排入地下土壤的熱量和從地下土壤中提取的熱量差異很大。如重慶等夏熱冬冷地區(qū)，由于建筑物夏季的冷負(fù)荷大于冬季的熱負(fù)荷，容易出現(xiàn)地下熱量累積從而使得地埋管周圍土壤溫度隨運(yùn)行時(shí)間的增加緩慢升高，引起熱泵系統(tǒng)性能下降的情況。本文主要針對(duì)夏熱冬冷地區(qū)垂直地埋管地源熱泵系統(tǒng)在全年動(dòng)態(tài)負(fù)荷作用下地下溫度場(chǎng)取熱、放

2、熱不均衡的問(wèn)題進(jìn)行相關(guān)的分析和研究，確定垂直埋管換熱器準(zhǔn)確的傳熱模型，并在此基礎(chǔ)上建立地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)和模擬計(jì)算方法，提出地埋管換熱器分區(qū)調(diào)控策略，尋求系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
　　為了較好進(jìn)行分析和模擬，本文借助VisualStudio開發(fā)平臺(tái)，采用VisualC＃語(yǔ)言編制了涵蓋地埋管換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算、地源熱泵系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬、巖土熱響應(yīng)測(cè)試計(jì)算和地埋管換熱器分區(qū)調(diào)控模擬功能的可視化應(yīng)用軟件。
　　首先分析現(xiàn)有的地埋管換熱器傳熱模型

3、，編制地埋管換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算模塊，結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，以垂直雙U型地埋管換熱器為分析對(duì)象，對(duì)目前幾種有典型代表性的鉆孔熱阻計(jì)算方法進(jìn)行比較分析，提出最優(yōu)的地埋管換熱器設(shè)計(jì)模型。
　　接著以鉆孔外有限長(zhǎng)線熱源模型、鉆孔內(nèi)準(zhǔn)三維模型為基礎(chǔ)，建立建筑動(dòng)態(tài)負(fù)荷與地埋管換熱器動(dòng)態(tài)性能的耦合關(guān)系，編制地源熱泵系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬模塊，比較傳統(tǒng)式與復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)負(fù)荷作用下1年以及10年地下溫度場(chǎng)的變化情況，進(jìn)行系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)，分析地源熱泵系

4、統(tǒng)冷熱不平衡率對(duì)系統(tǒng)生命周期的影響。
　　按照《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》提出的線熱源理論，基于參數(shù)估計(jì)法編制巖土熱響應(yīng)測(cè)試計(jì)算模塊，結(jié)合實(shí)際工程地源熱泵系統(tǒng)熱響應(yīng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，分析地埋管回路中循環(huán)水溫度隨時(shí)間的變化規(guī)律。并以理論計(jì)算得到的流體平均溫度和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的流體平均溫度的方差為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)巖土熱物性進(jìn)行計(jì)算分析。
　　最后提出了地埋管換熱器三種分區(qū)控制策略：負(fù)荷控制法、時(shí)間控制法和水溫控制法，編制地埋管換熱器分區(qū)調(diào)控模塊，