深埋u型管土壤源热泵系统的实验研究与模拟分析

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1、1825018分类号：TIT-83题目英文并列题目单位代码：学号：密级：北京工业大学硕士学位论文10005$200704081公开研究生姓名：王丞韭专业：±盔王猩研究方向：△工丕撞丕统导师姓名：隆超职称：麴援论文报告提交日期．．2QlQ：§学位授予日期2Q!Q：2授予单位名称和地址北京工业大学北京市朝阳区平乐园100号分一zI逛塑K一班一M夔订一T一晒与一卧一u一刚=船研一玳一国一¨验一峪一m—M实一旧一吓一w的一时一引一¨善一瑟志蕊茎盎源一些L儿壤一坠叭丽土一盟．石笪伍一晖一竖型一瓜一吲一旧一U一腼一U一旦埋一①一蛆一如一签名：j韭鼻日

2、期：型旦业关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)日期：型f!：6f少摘要与传统空调系统相比，地埋管地源热泵系统由于其节能与环保特性，而得到了越来越广泛的应用。目前国内单孔成井深度一般为100m左右，属于深埋管系统，深埋管系统具有换热性能稳定，节省工程场地面积等优点。本文首先从理论分析出发，总结了地埋管换热器的传热特点，回顾了地埋管换热器传

3、热模型的发展历史，深刻认识和了解了地埋管换热器的传热机理，为后续的实验研究和模拟分析奠定了基础。然后对钻孔外采用有限长线热源模型，钻孔内采用准三维传热模型，建立了地埋管换热器传热模型。利用Matlab软件编制模拟程序，分析了埋管内流速、进口温度、土壤导热系数、回填材料导热系数、钻孔深度等因素对地埋管单位孔深换热量的影响，并且计算出了基于各种热流条件和土壤热物性参数下的埋管热作用半径。对地埋管换热器的设计计算方法进行了简介，着重对半经验公式法进行了介绍，并比较分析了各项传热热阻的不同计算方法，发现不同的热阻计算方法计算结果差别较大。基于现行

4、规范上的埋管长度设计方法，从初投资的角度初步分析了单U管和双U管的技术经济性能。研究成果可为我国地源热泵相关工程的地埋管长度计算提供借鉴。最后，基于上述研究结果，以奥林匹克森林公园2A03建筑上的深埋管地源热泵系统作为研究对象，布置了一套数据监测采集系统。根据2008．08～2010．03的实测数据，分析了空调末端实测负荷的运行状况和变化规律；从埋管内流速及进口温度、埋管内流体平均温度的变化速率，地埋管累计吸(放)热量等方面分析了地埋管换热器的传热特性；从热泵机组季节EER(C∞)的角度对所测系统的实际运行状况进行了初步的评价。对地埋管地

5、源热泵系统的重要运行参数进行实时监测和数据采集，建立了宝贵的基础数据库，以期为工程应用提供参考依据。关键词：地埋管地源热泵；地埋管换热器；传热特性；实验研究：模拟分析Abstract(hound-coupledheatpumps(GCHP)beingmoreandmorewidelyusedofferenvironmentalandeconomicadvantagestoconventionalHVACequipment．Now,asingleboreholedepthis100metresingeneral，whichbelongsto

6、deepburiedU-Tubesystem．nlissystemcanoffersteadyheattransferperformanceandsaveengineeringsitearea．First,fromthetheoreticalanalysisthispapersummarizestheheattransfercharacteristicofgroundheatexchanger(GHE)，looksbackthedevelopmenthistoryofheattransfermodelofGHE，deeplyknowsan

7、dunderstandstheheattransfermechanismofGHE，whichCanlayafoundationfortheexperimentalstudyandsimulationanalysis．Second，adoptsthefiniteline·sourcemodelforboreholeoutsideandquasi3一Dheattransfermodelforboreholeinside，establishestheheattransfermodelofG皿，utilizestheMatlabsoftware

8、toworkoutsimulationprogram．Analyzestheeffectofflowvelocity,inlettemperature，soilthermalconductiv