集群地埋管换热器分区运行策略研究
本文关键词: 地热换热器 负荷不平衡 热/冷量累积 分区运行 出处:《山东建筑大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:地源热泵作为一种节能环保的新技术得到了推广和使用,但是随着运行时间增长也出现了一些问题:在夏季负荷大于冬季负荷的热带地区和冬季负荷大于夏季负荷的严寒地区,由于冬夏季取放热负荷不平衡,长期运行后会导致地埋管群中心区域有多余的热/冷量累积,土壤温度严重偏离初始温度,系统的运行效率下降。分区运行方法是最近提出的一种能够减缓地埋管群中心区域热/冷量累积的新方法,目前该技术不够完善,还在探索之中。本文以夏季负荷大与冬季负荷为例,基于集群有限长线热源模型,以地热换热器内部区域冬夏季负荷趋于相对平衡为目标,结合冬夏季各运行月负荷情况提出多种分区运行策略,之后分别从夏冬季负荷比、土壤热物性参数和钻孔间距等方面研究分析12×12管群布置的地源热泵系统运行到第20年夏季结束时的地下土壤温度场分布。结果表明,夏冬季负荷比小于1.5:1时,不采用分区运行方式也能保证地源热泵系统正常运行;夏冬季负荷在1.5:1~2.0:1之间时,建议考虑采用大负荷季节运行所有埋管,小负荷季节停止运行外围一圈埋管(即策略二)的分区运行方法;夏冬季负荷比、钻孔间距和土壤体积比热越大、土壤导热系数越小,采用分区运行策略后中心区域累积的热量越少;通过对各分区策略的地下土壤温度分布进行分析,钻孔间距、土壤导热系数和土壤体积比热较小时,建议采用大负荷季节运行所有埋管,小负荷季节停止运行外围两圈埋管(即策略三)的分区运行方法;而当钻孔间距、土壤导热系数和土壤体积比热较大时,建议采用大负荷季节运行所有埋管,小负荷季节停止运行外围一圈埋管(即策略二)的分区运行方法。
[Abstract]:As a new energy saving and environmental protection technology, ground-source heat pump has been popularized and used. However, with the increase of operating time, there are some problems: in the tropical areas where the summer load is larger than the winter load, and in the severe area where the winter load is larger than the summer load, because of the imbalance of the heat transfer load in winter and summer. Long-term operation will lead to the accumulation of excess heat / cooling in the central area of the buried pipe group, and the soil temperature will deviate from the initial temperature seriously. The operation efficiency of the system is decreased. The partition operation method is a new method which can slow down the accumulation of heat / cold rate in the central area of the buried pipe group recently, but the technology is not perfect at present. This paper takes the heavy load in summer and the load in winter as an example, based on the cluster finite line heat source model, taking the relative balance of winter and summer load in the inner region of geothermal heat exchanger as the goal. Combined with the monthly load of each operation in winter and summer, the paper puts forward a variety of zonal operation strategies, and then respectively from summer to winter load ratio. The distribution of the ground temperature field of the geothermal heat pump system arranged by 12 脳 12 pipe group up to the end of the 20th summer is studied and analyzed from the aspects of soil thermal properties parameters and borehole spacing. The results show that the temperature field of the ground source heat pump system is very important. When the load ratio is less than 1.5: 1 in summer and winter, the normal operation of ground source heat pump system can be ensured without using the zonal operation mode. When the load in summer and winter is between 1.5: 1 and 2.0: 1, it is suggested to consider the method of running all buried pipes in heavy load season and stopping one circle of buried pipe (strategy II) in small load season. The load ratio in summer and winter, the larger the borehole spacing and the specific heat of soil volume, the smaller the thermal conductivity of the soil, and the less heat accumulated in the central area after adopting the zonal operation strategy. Based on the analysis of soil temperature distribution in different subzone strategies, the borehole spacing, soil thermal conductivity and specific heat of soil volume are small, and it is suggested that all buried pipes should be operated in heavy load season. The partition operation method of two-circle buried pipe (i.e. strategy III) in small load season; However, when the borehole spacing, soil thermal conductivity and specific heat of soil volume are large, it is suggested that all buried pipes should be operated in the heavy load season and the surrounding buried pipes (i.e. strategy 2) in the small load season.
【学位授予单位】:山东建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU83
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 杨卫波;施明恒;陈振乾;;太阳能-U形埋管土壤蓄热特性数值模拟与实验验证[J];东南大学学报(自然科学版);2008年04期
2 张有天;介绍联邦德国几个埋管工程的设计与计算[J];水力发电;1986年10期
3 李新国,陈志豪,赵军,李丽新,马一太;桩埋管与井埋管实验与数值模拟[J];天津大学学报;2005年08期
4 於仲义;陈焰华;胡平放;;基于渗流型传热机制的地埋管换热特性研究[J];湖南大学学报(自然科学版);2009年S2期
5 祝健;廖国庆;;基于有限元法的垂直地埋管换热器传热研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2009年12期
6 林芸;赵强;方肇洪;;水平螺旋地埋管地源热泵的研究[J];暖通空调;2010年04期
7 石磊;高鹏;耿宴;张兆清;刘玉旺;;济宁某桩埋管项目工程分析[J];制冷与空调;2010年03期
8 陈胜朋;沈意成;陈振乾;张辉;;基于耦合法的地埋管换热器设计软件的研发[J];暖通空调;2011年03期
9 陈杰;宋汉周;霍吉祥;;渗流影响下地埋管铺设方式的改进及其数值分析[J];勘察科学技术;2011年05期
10 冉伟彦;;地埋管换热孔传热系数及设计应用[J];供热制冷;2012年01期
相关会议论文 前10条
1 孙亭;刁乃仁;肖洪海;罗苏瑜;;水平地埋管换热器的传热性能研究[A];中国制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年
2 杜次元;陈友明;;竖直埋管有限长线热源的改进模型[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会论文集[C];2010年
3 於仲义;陈焰华;胡平放;;基于导热型传热机制的地埋管换热特性研究[A];建筑电气设计与研究——湖北省/武汉市建筑电气专业委员会二○○九年年会论文集[C];2009年
4 於仲义;陈焰华;胡平放;;基于岩土体蓄能平衡的垂直地埋管换热器设计方法[A];建筑电气设计与研究——湖北省/武汉市建筑电气专业委员会二○○九年年会论文集[C];2009年
5 於仲义;陈焰华;胡平放;徐玉党;袁旭东;;基于换热能效度的竖直地埋管埋设深度设计[A];建筑电气设计与研究——湖北省/武汉市建筑电气专业委员会二○○九年年会论文集[C];2009年
6 於仲义;陈焰华;胡平放;;基于渗流型传热机制的地埋管换热特性研究[A];建筑电气设计与研究——湖北省/武汉市建筑电气专业委员会二○○九年年会论文集[C];2009年
7 於仲义;陈焰华;胡平放;;分层型土壤地埋管换热特性研究[A];建筑电气设计与研究——湖北省/武汉市建筑电气专业委员会二○○九年年会论文集[C];2009年
8 於仲义;胡平放;胡磊;袁旭东;;垂直U型地埋管换热器传热能效特性实验研究[A];建筑电气设计与研究——湖北省/武汉市建筑电气专业委员会二○○九年年会论文集[C];2009年
9 沈炜华;程洪涛;郭彬;贾彩英;陈九法;;桩埋管换热器的传热性能研究[A];制冷空调新技术进展——第四届全国制冷空调新技术研讨会论文集[C];2006年
10 姚杨;张欢;马最良;;土壤蓄冷与耦合热泵集成系统地埋管结构优化[A];全国暖通空调制冷2006年学术年会文集[C];2006年
相关重要报纸文章 前7条
1 记者 段金平 通讯员 毕文明;国内首台车载浅层地温能响应试验台交付使用[N];地质勘查导报;2009年
2 记者 段金平 通讯员 毕文明;国内首台商业浅层地温能响应试验台问世[N];中国国土资源报;2009年
3 王丽艳 周兆顺 耿大海;“绿色低碳车站”下月建成[N];青岛日报;2010年
4 刘其丕 李晓飞;矿产地质研究院埋管式地源热泵空调技术获专利[N];中国有色金属报;2005年
5 光山县中等专业学校 张传忠;菌墙式埋管平菇栽培法[N];河南科技报;2005年
6 董学成;农民兄弟灌溉出行两方便[N];中国交通报;2006年
7 张峰;国内首个地源热泵系统实验基地落户北京[N];中华建筑报;2010年
相关博士学位论文 前10条
1 陈金华;竖直双U地埋管换热器分层换热模型研究[D];重庆大学;2015年
2 邓鼎兴;地埋管地源热泵水热耦合模拟与浅层地温能适宜性评价[D];中国地质大学;2015年
3 杜震宇;黄土高原寒冷地区地源热泵单U形地埋管换热器动态换热特性的试验与模拟研究[D];太原理工大学;2014年
4 张琳琳;渗流作用下的垂直地埋管换热器传热性能理论及实验研究[D];西安建筑科技大学;2016年
5 张絮涵;混凝土埋管式辐射冷顶板室内非稳态换热特性研究[D];湖南大学;2016年
6 於仲义;土壤源热泵垂直地埋管换热器传热特性研究[D];华中科技大学;2008年
7 徐坚;地源热泵U型埋管换热器的变周期模型研究[D];浙江大学;2010年
8 杨伟;U型竖直地埋管换热器热响应模型及其算法研究[D];湖南大学;2010年
9 刘卓栋;地源热泵地埋管随机传热与可靠性理论研究[D];武汉理工大学;2010年
10 雷海燕;地埋管相变回填材料的理论分析与实验研究[D];天津大学;2011年
相关硕士学位论文 前10条
1 张凯;减缓地下冷/热量累积效应的集群地埋管分区运行方法研究[D];山东建筑大学;2015年
2 马腾腾;集群竖埋管地热换热器传热简化分析方法研究[D];山东建筑大学;2015年
3 祁英;地埋管直接供冷系统供冷特性研究[D];山东建筑大学;2015年
4 冯俊杰;基于水热式融雪技术桥面铺装温度场及力学研究[D];长安大学;2015年
5 张海云;基于土壤热平衡的地源热泵系统分析[D];南京师范大学;2015年
6 汪仲亮;地源热泵地埋管研究及其经济性分析[D];南京师范大学;2015年
7 刘超;U型地埋管换热器换热性能模拟及试验研究[D];西南科技大学;2015年
8 侯儒林;不同埋管形式的地理管换热试验及数值模拟研究[D];南京大学;2015年
9 陈庆亚;埋管抽采条件下采空区“三带”分布规律研究[D];华北理工大学;2015年
10 孙中慧;太阳能跨季节储热地埋管换热器数值模型适用性研究[D];河北工业大学;2015年
,本文编号:1459320
本文链接:https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/1459320.html