竖直与水平混合地埋管热泵供暖系统地下传热分析与应用

发布时间：2023-04-02 16:03

　　传统的竖直地埋管地源热泵系统在供暖为主制冷为辅的北方地区运行中,存在着埋管侧取热量大于蓄热量的问题,长期运行会导致深层土壤温度逐年下降,严重影响系统的稳定性和运行效率。这一问题制约着地源热泵技术在北方村镇建筑中的应用。针对这一问题,本文提出竖直与水平混合地埋管地源热泵系统,对该系统进行地下传热分析与应用研究,以解决地下冷热负荷失衡问题,拓展地源热泵系统在北方村镇的应用范围。以TRNSYS瞬时系统模拟软件为平台,建立了济南某村镇居住建筑混合地埋管地源热泵系统模型。分析结果表明:综合考虑过渡季节热量回灌、冬季供热能力、经济性这三方面等因素,济南地区混合地埋管系统中,水平地埋管埋深宜为1.1 m左右。模拟分析了6种不同埋管深度对水平地埋管换热器的影响。计算结果显示:春秋过渡季节随埋深的增加水平地埋管回灌的热量与系统COP_HG不断下降;冬季随埋深的增加水平地埋管的换热能力不断增强。在研究条件下,当埋深超过1.1 m后水平地埋管换热能力的增长幅度变缓;水平地埋管的工程造价成本随埋深增加也在不断提高,当埋深超过1.2 m时,成本增幅加大。利用建立的系统模型,模拟分析了竖直地埋...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 课题研究目的及内容
第2章 基于TRNSYS的混合地埋管地源热泵供暖系统构建与分析
    2.1 混合地埋管地源热泵系统形式
    2.2 水平地埋管换热器传热分析
        2.2.1 地下冷热负荷平衡分析
        2.2.2 边界条件
    2.3 竖直地埋管换热器传热分析
    2.4 本章小结
第3章 混合地埋管地源热泵系统供暖影响因素分析
    3.1 水平地埋管深度对换热器的影响
        3.1.1 过渡季水平地埋管埋深对热量回灌的影响
        3.1.2 冬季水平地埋管埋深对换热的影响
        3.1.3 水平地埋管埋深的技术经济分析
    3.2 竖直与水平地埋管配比对换热的影响分析
        3.2.1 夏季竖直地埋管直接供冷与热量回补分析
        3.2.2 过渡季竖直与水平埋管配比热量回补分析
    3.3 本章小结
第4章 混合地埋管地源热泵供暖系统数值分析
    4.1 村镇居住建筑负荷模拟分析
        4.1.1 TRNBuid建筑模型建立
        4.1.2 TRNSYS建筑负荷计算模型搭建及结果输出
    4.2 混合地埋管地源热泵供暖系统方案设计分析
        4.2.1 竖直地埋管设计计算
        4.2.2 水平地埋管设计计算
    4.3 混合地埋管地源热泵供暖系统运行状况分析
        4.3.1 混合地埋管地源热泵供暖系统模型搭建
        4.3.2 过渡季与夏季热量回补分析
        4.3.3 全年热量回补与系统能效分析
        4.3.4 与太阳能集热器补热方式进行比较分析
    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
致谢
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况



本文编号：3779516