地埋管换热器出水温度影响因素及与土壤温度的关系研究

摘要

随着人民对生活舒适度要求的不断提高，我国建筑空调能耗呈逐年上升趋势，再加上日益严重的能源紧缺和环境污染问题，开发利用新能源已经成为社会发展的大趋势。土壤源热泵系统作为一种节能、高效的系统形式在为建筑提供冷量和热量方面备受各国关注。地埋管换热器与其周围土壤换热过程极其复杂，影响换热的因素较多，各种因素之间又互相影响。虽然国内外学者提出了很多换热模型，但仅限于技术理论方面，应用不方便。在实际运行过程中，地埋管出水温度很容易测试和观察，而土壤温度很难直接得到。建立地埋管出水温度与土壤温度之间的关系，可以通过地埋管出水温度反观土壤温度的变化情况，对于系统的运行调节和节能减排均有理论意义和实用价值。
　　为此，本文首先采用CFD软件对天津市某办公建筑的土壤源热泵系统进行模拟，将软件的模拟值和实际测量值进行对比，验证所建模型的准确性。然后建立地埋管换热器内流体、换热器周围土壤之间的热量守恒方程，总结出了地埋管出水温度的影响因素。在此基础上，模拟了不同因素对地埋管出水温度的影响程度。
　　为了研究地埋管换热器出水温度与其周围土壤温度之间的关系，采用CFD模拟软件对系统的长期运行状况进行了模拟，研究结果表明：钻孔外土壤温度呈对数函数分布规律。根据钻孔内传热规律，可以计算出地埋管出水温度与钻孔壁温度的关系。从而，可以确定地埋管换热器出水温度与其周围土壤温度之间的关系。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 土壤源热泵系统的优缺点

1.3 土壤源热泵系统的国内外发展现状

1.4 本文的研究意义及研究内容

第2章 土壤源热泵系统理论与方法

2.1 土壤源热泵系统的工作原理

2.2 地埋管换热器形式

2.3 地埋管换热器主要换热模型

2.4 研究方法

2.5 模型验证

2.6 本章小结

第3章 地埋管出水温度的影响因素

3.1 地埋管换热换热器换热

3.2 影响因素分析

3.3 本章小结

第4章 地埋管出水温度与土壤温度的关系研究

4.1 土壤温度变化趋势

4.2 钻孔内流体与回填材料的传热

4.3 地埋管出水温度与土壤温度的关系

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研项目情况说明

致谢