水平埋管换热器地热源热泵实验研究

发布时间：2020-12-26 06:10

　　本文为国家自然科学基金资助项目“夏热冬冷地区住宅地下蓄能系统冷热联供动态特性研究”的一部分，主要任务是地下水平埋管换热器地热源热泵系统冬夏暖冷联供实验研究。 本文于2000年7月7日至2001年6月11日对该系统作了近一年的测试。本文测试内容相当多，概括地说就是四个工况的测试，即夏季制冷工况的测试、冬季供热工况的测试、夏—冬过渡季测试和冬—夏过渡季测试；另外在夏季工况的测试中还进行了变流量测试，在冬季工况的测试中还进行了热平衡测试。本文对测试数据进行了处理，计算出了冬(夏)季工况埋管吸(放)热量、热泵空调器供热量(制冷量)、热泵空调器输入功率、埋管单位管长换热量、供热性能系数(制冷能效比)和平均传热系数等；另外，还比较了热泵运行时地下一二层埋管进出水温度变化情形，得出地下二层埋管换热能力优于地下一层埋管，且换热很稳定；并分析了过渡季地下一二层埋管温度恢复情形，得出热泵系统停机一周内地温恢复特别快。夏季变流量测试表明流量对地下埋管换热影响很大。 本文参考VC.Mei传热模型，采用能量平衡理论并结合热传导方程建立了水平埋管换热器传热模型和过渡季地温恢复模型，并采用有限差分方法进... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 地热源热泵系统简介
        1.2.1 地热源热泵系统概述
        1.2.2 地热源热泵系统形式及分类
    1.3 热泵空调系统对比
        1.3.1 风冷热泵
        1.3.2 水热源热泵
        1.3.3 土壤源热泵
    1.4 地热源热泵系统的发展历史、国内研究现状及工程实例
        1.4.1 地热源热泵系统的发展历史
        1.4.2 国内地热源热泵系统的研究情况
        1.4.3 国内工程实例
    1.5 垂直埋管换热器与水平埋管换热器的比较
    1.6 传热模型理论基础
    1.7 三种典型传热模型介绍
    1.8. VC．Mei模型
        1.8.1 水平埋管换热器传热模型
        1.8.2 垂直埋管换热器传热模型
        1.8.3 水平埋管换热器传热模型与垂直套管式换热器传热模型比较
    1.9 本文研究内容
2 实验装置与测试
    2.1 实验系统介绍
        2.1.1 整个实验系统介绍
        2.1.2 水平埋管换热器地热源热泵系统实验系统介绍
    2.2 测试仪表
        2.2.1 温度测试
        2.2.2 流量测试
        2.2.3 压力测试
        2.2.4 耗电量测试
        2.2.5 时间测试
    2.3 实验设备
    2.4 实验系统误差分析
        2.4.1 地下埋管换热器换热量误差分析
        2.4.2 整个实验装置误差分析
    2.5 实验方法与实验安排
    2.6 热平衡测试
        2.6.1 热平衡测试方法
        2.6.2 测试数据处理
        2.6.3 测试结果
3 实验内容与数据处理
    3.1 实验研究内容
    3.2 实验数据处理方法
        3.2.1 直接测量数据的处理
        3.2.2 间接测量数据的处理
    3.3 实验结果
        3.3.1 夏季地下埋管放热量实验
        3.3.2 冬季地下埋管吸热量实验
        3.3.3 地下埋管温度测试实验
    3.4 实验结果分析
4 GSHP地下埋管换热器传热模型
    4.1 土壤的温度分布
        4.1.1 土壤的温度分布特征
        4.1.2 实验地点（重庆地区）初始温度的确定
        4.1.3 编程求解土壤的初始温度分布
    4.2 地热源热泵水平埋管换热器传热模型
        4.2.1 模型假设
        4.2.2 建立数学模型
    4.3 传热模型数值求解
        4.3.1 输入参数的确定
        4.3.2 差分方程的建立
        4.3.3 各计算步长的确定
        4.3.4 节点数目的确定
        4.3.5 编程求解
    4.4 过渡季大地温度场恢复模型及数值求解
        4.4.1 过渡季大地温度场恢复模型
        4.4.2 差分方程的建立
        4.4.3 编程求解
    4.5 模型求解结果分析
    4.6 有关问题的分析讨论
5 工程实践
    5.1 房间冷负荷计算
        5.1.1 设计范围及设计内容
        5.1.2 室内设计参数
        5.1.3 室外设计参数
        5.1.4 冷负荷计算
    5.2 地下埋管设计
        5.2.1 土壤的性质极其热力学参数
        5.2.2 冷却水量的确定
        5.2.3 地下埋管设计
    5.3 水系统设计
        5.3.1 冷冻水系统
        5.3.2 冷却水系统设计
    5.4 地热源热泵系统设计施工中的注意事项
        5.4.1 埋管材料的选择
        5.4.2 埋管施工中注意事项
6 结论
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]地源热泵冬季供暖测试及传热模型[J]. 魏唐棣,胡鸣明,丁勇,刘宪英.  暖通空调. 2000(01)
[2]地源热泵地下垂直埋管换热器的试验研究[J]. 刘宪英,王勇,胡鸣明,魏唐棣.  重庆建筑大学学报. 1999(05)
[3]用于供暖的土壤－水热泵系统[J]. 高祖锟.  暖通空调. 1995(04)



本文编号：2939186