地?zé)釗Q熱器循環(huán)液溫度設(shè)定對(duì)地源熱泵系統(tǒng)影響的分析與研究

【摘要】： 隨著節(jié)約能源與環(huán)境保護(hù)成為當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要方向,建筑領(lǐng)域里對(duì)降低空調(diào)采暖系統(tǒng)能耗的研究越來(lái)越受重視。在這種背景下,地源熱泵技術(shù)由于利用大地中的大量低品位熱能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的供熱制冷,并且高效環(huán)保,得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。地源熱泵與傳統(tǒng)空調(diào)最大的區(qū)別就在于地?zé)釗Q熱器,合理的設(shè)計(jì)地?zé)釗Q熱器可以節(jié)省初投資,有效的利用土地,并使運(yùn)行安全可靠,降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本。 地?zé)釗Q熱器是地源熱泵系統(tǒng)的重要組成部分,地?zé)釗Q熱器循環(huán)液進(jìn)出口溫度的設(shè)定是否合理,對(duì)整個(gè)地源熱泵系統(tǒng)能否滿足要求和正常的使用關(guān)系重大。所以對(duì)地?zé)釗Q熱器循環(huán)液進(jìn)出口溫度進(jìn)行研究非常必要。 首先,合理準(zhǔn)確的建筑負(fù)荷計(jì)算是地?zé)釗Q熱器設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。本文將介紹建筑負(fù)荷計(jì)算的方法和應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的建筑負(fù)荷模擬軟件,并且對(duì)建筑逐時(shí)負(fù)荷進(jìn)行累加處理,得到放入地?zé)釗Q熱器中的累計(jì)負(fù)荷。 其次,應(yīng)用“地?zé)嶂莢3.0”對(duì)濟(jì)南地區(qū)某建筑進(jìn)行模擬,設(shè)定不同的地?zé)釗Q熱器循環(huán)液進(jìn)出口溫度,對(duì)地?zé)釗Q熱器的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度進(jìn)行分析討論,并分析各種溫度變化條件下,地埋管每米的平均換熱量。對(duì)不同構(gòu)造(單U、雙U)的地?zé)釗Q熱器換熱性能進(jìn)行了對(duì)比模擬。分析對(duì)比了兩種不同構(gòu)造(單U、雙U)連續(xù)運(yùn)行時(shí)的地下循環(huán)液溫度變化情況。在連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中,換熱器附近溫度狀況持續(xù)惡化,對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行不利。通過(guò)采取可控間隙運(yùn)行的方式,讓土壤溫度有一定的恢復(fù)時(shí)間,提高換熱率以減少換熱器數(shù)量,可以節(jié)省土壤資源和建設(shè)成本。在間歇運(yùn)行的模擬中,分析了對(duì)應(yīng)的地?zé)釗Q熱器循環(huán)液進(jìn)出口溫度的變化規(guī)律。 再次,以實(shí)際地源熱泵工程為例,并進(jìn)行設(shè)備的選擇以及初投資計(jì)算,然后將地源熱泵系統(tǒng)的冬季和夏季運(yùn)行費(fèi)用累加即得全年總運(yùn)行費(fèi)用。并與三種空調(diào)形式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析,運(yùn)用費(fèi)用年值指標(biāo)對(duì)幾種方案進(jìn)行比較。結(jié)果在循環(huán)液溫度較為合適時(shí)地源熱泵方案比其他空調(diào)系統(tǒng)更經(jīng)濟(jì)合理,具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。 本文所做的工作,主是設(shè)計(jì)地源熱泵地?zé)釗Q熱器循環(huán)液最佳的不同進(jìn)出口溫度,循環(huán)液出口溫度的設(shè)定不僅影響系統(tǒng)的效率,同時(shí)也影響到系統(tǒng)的初投資,根據(jù)本文研究表明：采用濃度為7%的NaCl溶液時(shí),濟(jì)南夏季地?zé)釗Q熱器循環(huán)液的最佳出口溫度為：27℃-32℃,與此對(duì)應(yīng)的冬季出口溫度為：3℃-9℃。這些研究結(jié)果對(duì)地源熱泵項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工具有一定的參考價(jià)值,能夠?yàn)楸炯夹g(shù)的推廣提供有力支持。 【關(guān)鍵詞】：地源熱泵 地?zé)釗Q熱器循環(huán)液進(jìn)出口溫度 不同運(yùn)行模式 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：TU831
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 前言12-21
• 1.1 地源熱泵系統(tǒng)簡(jiǎn)介12-16
• 1.1.1 地源熱泵系統(tǒng)的組成14
• 1.1.2 地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)14-16
• 1.2 地源熱泵國(guó)際研究現(xiàn)狀16
• 1.3 地源熱泵國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 當(dāng)前地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用中的主要問(wèn)題18-19
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容19-21
• 1.5.1 建筑負(fù)荷逐時(shí)模擬計(jì)算19-20
• 1.5.2 地埋管換熱器循環(huán)液進(jìn)出口溫度設(shè)定對(duì)系統(tǒng)的影響研究20-21
• 第2章 地?zé)釗Q熱器循環(huán)液進(jìn)出口溫度的理論模型21-37
• 2.1 主要研究方法簡(jiǎn)介21-23
• 2.1.1 半經(jīng)驗(yàn)公式方法21-22
• 2.1.2 數(shù)值計(jì)算方法22
• 2.1.3 基于疊加原理的方法22-23
• 2.2 地?zé)釗Q熱器傳熱中g(shù)函數(shù)計(jì)算23-28
• 2.3 地?zé)釗Q熱器傳熱中的f函數(shù)28-29
• 2.4 使用疊加原理根據(jù)f函數(shù)計(jì)算地?zé)釗Q熱器鉆孔壁溫29-31
• 2.5 計(jì)算地?zé)釗Q熱器循環(huán)液相應(yīng)的出口溫度31-36
• 2.5.1 當(dāng)鉆孔內(nèi)埋管為單U形管情況時(shí)31-33
• 2.5.2 當(dāng)鉆孔內(nèi)埋管為雙U型管并聯(lián)方式時(shí)33-36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 第3章 建筑負(fù)荷計(jì)算及對(duì)地?zé)釗Q熱器的作用37-47
• 3.1 DeST軟件計(jì)算建筑負(fù)荷37-41
• 3.1.1 DeST軟件的特點(diǎn)37
• 3.1.2 DeST算例37-41
• 3.2 建筑負(fù)荷對(duì)地?zé)釗Q熱器的作用41-44
• 3.2.1 建筑總負(fù)荷累積41-44
• 3.3 典型算例的負(fù)荷計(jì)算44-45
• 3.4 地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)化的相關(guān)因素45-47
• 第4章 模擬和分析47-64
• 4.1 "地?zé)嶂莢3.0"軟件47-51
• 4.2 算例參數(shù)設(shè)定51-56
• 4.3 某地源熱泵系統(tǒng)地?zé)釗Q熱器循環(huán)液進(jìn)出口溫度變化的模擬情況56-61
• 4.3.1 冬季工況下運(yùn)行情況57-59
• 4.3.2 夏季工況運(yùn)行情況59-61
• 4.4 室內(nèi)末端穩(wěn)定時(shí)地?zé)釗Q熱器循環(huán)液進(jìn)出口溫度模擬61-62
• 4.5 本章小結(jié)62-64
• 第5章 動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)分析數(shù)學(xué)模型64-82
• 5.1 動(dòng)態(tài)費(fèi)用年值法64-66
• 5.1.1 初投資C_0的計(jì)算方法65
• 5.1.2 系統(tǒng)的年運(yùn)行成本65-66
• 5.2 地源熱泵模擬計(jì)算的初探索66-72
• 5.2.1 建筑物的逐月負(fù)荷66
• 5.2.2 巖土熱響應(yīng)實(shí)驗(yàn)分析66-69
• 5.2.3 熱泵機(jī)組的能耗模型69
• 5.2.4 模擬與分析69-71
• 5.2.5 費(fèi)用年值法的運(yùn)用71-72
• 5.3 不同方案經(jīng)濟(jì)性比較72-80
• 5.3.1 地?zé)釗Q熱器的描述74
• 5.3.2 冷熱源的選擇及能耗分析74
• 5.3.3 設(shè)備的選型74-76
• 5.3.4 初投資的比較76-78
• 5.3.5 運(yùn)行費(fèi)用的比較78-80
• 5.3.6 費(fèi)用年值的比較80
• 5.4 本章小結(jié)80-82
• 第6章 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 結(jié)論一82
• 6.2 結(jié)論二82
• 6.3 結(jié)論三82-83
• 6.4 結(jié)論四83
• 6.5 展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況88-89
• 致謝89

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樁基螺旋管地?zé)釗Q熱器導(dǎo)熱模型分析與實(shí)驗(yàn)研究    石磊

溫濕度獨(dú)立控制地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行策略研究    李揚(yáng)

變負(fù)荷工況下地源熱泵系統(tǒng)的數(shù)值模擬    劉德強(qiáng)

中埋地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行特性分析與實(shí)驗(yàn)研究    趙進(jìn)

地源熱泵U型豎埋管換熱器傳熱的理論模擬與實(shí)驗(yàn)研究    劉曉東

地?zé)釗Q熱器傳熱模型和設(shè)計(jì)計(jì)算的進(jìn)一步研究    林蕓

地源熱泵性能分析    曹藝

混和型地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行特性研究    李助軍

土壤源熱泵單U型垂直埋管換熱器的傳熱研究和設(shè)計(jì)計(jì)算    蔣建龍