土壤源热泵系统适用性及影响因素分析
本文关键词:土壤源热泵系统适用性及影响因素分析 出处:《天津大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:在我国能源结构消耗中,建筑能耗占社会总能耗的40%左右。在能源消耗的过程中,产生的环境污染问题越来越受到人们的关注。土壤源热泵技术作为一种清洁、节能、高效、可再生的新能源技术,在城市建设领域进行积极的开发、研究和推广应用,有着深远的意义。近年来,虽然土壤源热泵技术在我国进入了大规模的推广应用阶段,但是由于我国幅员辽阔,南北气候差异较大,如果土壤源热泵系统在不同区域的应用一旦不当,其优势可能得不到充分发挥,甚至会造成初投资浪费。本文采用TRNSYS软件模拟天津某办公建筑的土壤源热泵运行情况,通过实测值和模拟值的对比,验证了所建模型的正确性。利用该模型,模拟了不同气候区典型办公建筑土壤源热泵系统长期运行情况,并分析其适用性。以哈尔滨为代表的严寒A区,土壤源热泵系统常年运行后埋管区域的土壤平均温度逐渐下降,降低了系统冬季运行效率,不适宜单独使用该系统;在以沈阳为代表的严寒B区和以北京为代表的寒冷地区,在土壤源热泵系统的寿命期限内,能高效稳定的运行;在以南京为代表的夏热冬冷地区和以广州为代表的夏热冬暖地区,土壤源热泵系统在持续运行数年后,系统运行效率明显下降,不利于土壤源热泵系统持续高效的运行。针对土壤源热泵系统在不同地区的适用性分析,本文从建筑累计冬夏季冷热负荷比、埋管深度、埋管间距、土壤导热系数和回填材料的导热系数等方面,研究影响土壤源热泵系统应用和推广的因素。发现当建筑的逐时累计冷负荷与累计热负荷之比在0.4~1.5:1之间时,机组地埋管向地下土壤取、排热量基本平衡,土壤源热泵系统能持续高效的运行;随着埋管深度和埋管间距的增加,土壤平均温度的温升有所降低;土壤导热系数在有限的变化范围内,其对土壤平均温度影响并不大;同时还发现,要保证地埋管换热器的换热性能,回填材料的导热系数要大于钻孔外土壤的导热系数,但并不是越大越好。
[Abstract]:In the consumption of the energy structure in China about building energy consumption accounted for 40% of the total energy consumption of society. In the process of energy consumption, environmental pollution problems have attracted more and more attention. The ground source heat pump technology is a kind of clean, efficient, renewable energy, new energy technologies, positive development in the field of city construction the research and application, and has far-reaching significance. In recent years, although the soil source heat pump technology has entered a phase of large-scale popularization and application in our country, but because of China's vast territory, large differences between the north and the south, if the soil source heat pump system used in different areas once properly, its advantage can not give full play to the at the beginning, and even cause the waste of investment. This paper uses TRNSYS software to simulate the soil source heat pump operation of an office building in Tianjin, through the comparison of measured and simulated values, the validity of the model is Sure. Using the model, simulation of the typical office building in different climate zones of soil source heat pump system in long-term operation, and analyze their applicability. As the representative of Harbin cold area A, the average soil temperature of ground source heat pump system after buried pipe area year-round operation gradually decreased, reducing the efficiency of system operation in winter, not suitable for the use of the system alone; in Shenyang as the representative of the cold region and B in Beijing as the representative of the cold area, in the life of the soil source heat pump system, can be highly efficient and stable operation; in hot summer and cold winter area represented by Nanjing and Guangzhou as the representative of the hot summer and warm winter area, soil source heat pump in the system after several years of continuous operation, the operation efficiency of the system decreased significantly, is not conducive to soil source heat pump system of sustainable and efficient operation. According to the analysis of applicability of GSHP system in different regions, this paper from construction accumulated in winter Summer hot and cold load ratio, pipe depth, pipe spacing, soil thermal conductivity and thermal conductivity of backfill material, the effect of soil source heat pump system application and promotion factors. When building the hourly cooling load and total cumulative thermal load ratio between 0.4~1.5:1, to take the underground soil buried pipe mill row, heat balance, soil source heat pump system for efficient operation; with the increase of depth of buried pipe and pipe spacing, decreased the rise of average temperature of the soil temperature; soil thermal conductivity changes in a finite range of the average soil temperature had little effect; it is also found that to ensure the underground heat exchanger the performance of heat exchanger, heat conduction coefficient of thermal conductivity of backfill material is greater than the outer soil, but not the bigger the better.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU83
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本文编号:1389877
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