【摘要】：隨著生活水平的提高,人們更加注意建筑室內(nèi)的熱舒適性,大量能源消耗在建筑行業(yè)。利用可持續(xù)且無污染的能源替代常規(guī)冷熱源,可以有效降低建筑在供暖和制冷方面消耗的能源,地熱能就是其中一種。哈爾濱位于嚴寒地區(qū),在哈爾濱地區(qū)使用地源熱泵時,會因為冷熱負荷不均衡現(xiàn)象造成地下土壤溫度場溫度降低,進而影響地源熱泵的工作性能,造成供暖、制冷效果不佳或浪費更多能源。哈爾濱位于松嫩平原,屬水熱型地熱能源豐富地區(qū),本文將結(jié)合具體工程實例,通過增加地埋管換熱器埋深,分析地源熱泵系統(tǒng)運行對土壤平均溫度產(chǎn)生的影響。實驗部分中的熱泵系統(tǒng)使用的地埋管換熱器最深達1200m,在嚴寒地區(qū)比較少見。通過實驗獲得1200m深度土壤初始溫度,并對600m和1200m埋深地埋管換熱器取熱量、放熱量進行實驗研究。實驗測得哈爾濱松北區(qū)1200m深度處土壤初始溫度為45℃;連續(xù)取熱實驗中,600m埋深地埋管換熱器最大取熱量72.07kW,1200m埋深最大取熱量為161.49kW。地源熱泵系統(tǒng)改善建筑室內(nèi)熱環(huán)境,主要是將室內(nèi)多余熱量或冷量轉(zhuǎn)移到土壤溫度場中。當建筑冷、熱負荷發(fā)生改變時,熱泵機組的工作性能也會隨之改變,并通過地埋管換熱器對地下土壤溫度場造成影響。故利用DeST對項目中的辦公建筑進行動態(tài)負荷計算,結(jié)合哈爾濱地區(qū)集中供暖周期,對建筑全年動態(tài)負荷模擬計算。根據(jù)計算結(jié)果,利用地源熱泵系統(tǒng)對建筑供暖170天。建筑熱負荷指標為30.21W/m~2,建筑冷負荷指標為15.03W/m~2。參照實驗中的地源熱泵系統(tǒng),在TRNSYS中搭建仿真模型,模擬地源熱泵系統(tǒng)的運行對土壤溫度場影響。在對1200m埋深地埋管換熱器進行研究時,由于溫度梯度過大,故增加模擬組數(shù)以100m為間隔進行模擬。在模擬系統(tǒng)運行一年的結(jié)果中,隨著地埋管換熱器的埋深增加,土壤平均溫度降低幅度減小;系統(tǒng)COP隨著地埋管換熱器深度的增加而增加。模擬十年運行中,隨著深度增加,土壤平均溫度降低幅度減小。埋深低于400m地埋管換熱器周圍土壤溫度場平均溫度降低超過9℃,嚴重影響地源熱泵系統(tǒng)運行。
【圖文】：

17 年冬季進行建筑內(nèi)部室內(nèi)裝修。實驗建筑立面效果圖如圖 2.1 所示。圖 2.1 實驗建筑外立面效果圖2.1.2 實驗地點氣象條件哈爾濱市位于東經(jīng) 125°42′，北緯 44°04′，，處于我國建筑熱工氣候分區(qū)的嚴寒地區(qū)。哈爾濱地區(qū)主要氣候特點為四季分明年平均氣溫為 4.12℃，全年溫度普遍較低。，氣象參數(shù)等如圖 2.2 所示。

1月20日2月9日3月1日3月21日4月10日4月30日5月20日6月9日6月29日7月19日8月8日8月28日9月17日10月7日10月27日11月16日12月6日140353025201510（a）哈爾濱日均干球溫度1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-25-20-15-10-50510152025emteratpre(℃u)月平均溫度（b）哈爾濱月均干球溫度
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU83

【參考文獻】

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本文編號：2639543