【摘要】：土壤源熱泵的間歇運行是提高熱泵運行效率的有效方式,土壤性質(zhì)以及間歇運行模式對間歇過程土壤溫度恢復(fù)起到主要作用,由于土壤傳熱是在溫度場和濕度耦合下的熱濕傳遞過程,所以土壤含水率會影響土壤的熱濕特性,進而影響土壤傳熱及溫度恢復(fù)。為研究運行模式與土壤含濕狀態(tài)對間歇運行的影響,搭建小型土箱實驗臺,實驗以恒溫?zé)嵩刺峁┓�(wěn)定水流通過埋管與土壤換熱,運行周期均為24h,在初始含水率15%的土壤中進行了不同啟停比運行實驗(1:2、5:7、1:1、2:1),并且進行了每運行4h間歇4h的間歇啟停模式與連續(xù)運行12h后連續(xù)恢復(fù)12h模式的對比實驗,分別在1:1啟停比模式下和連續(xù)運行模式下對初始含濕狀態(tài)為15%、25%和入滲狀態(tài)的土壤進行實驗。實驗得到土壤連續(xù)運行溫升變化規(guī)律,證明增加土壤含水率和入滲狀態(tài)均有利于土壤與埋管間換熱,獲得不同啟停比運行模式下土壤溫度恢復(fù)率和土壤高效溫升、高效溫度恢復(fù)時間,啟停比越小土壤溫度恢復(fù)效果越好,實驗表明間歇啟停有利于土壤保持較高的溫升和溫度恢復(fù)能力,并且土壤含水率的增加和入滲狀態(tài)有利于土壤溫度恢復(fù),入滲狀態(tài)下土壤溫度恢復(fù)性能最佳。土壤熱源處含水率降低會導(dǎo)致熱源與土壤間換熱效果變差,為研究熱源處增濕對土壤傳熱和溫度恢復(fù)的影響,搭建一維土柱實驗臺,運行周期均為24h,采取1:1啟停模式,針對低含水率土壤,分別進行加熱初始時刻增濕實驗和恢復(fù)初始時刻增濕實驗(增濕量均為50ml、100ml和150ml)。加熱初始時刻增濕后,土壤溫升和溫度恢復(fù)速率隨增濕量增加而增加,實驗得到增濕50ml時土壤溫度恢復(fù)率最高�；謴�(fù)初始時刻增濕后,土壤溫度恢復(fù)程度隨增濕量增加無明顯差異,對于初始含水率很低的土壤,少量增濕即可以達到增強土壤溫度恢復(fù)的目的。與恢復(fù)初始時刻增濕相比,加熱初始時刻增濕后土壤熱恢復(fù)性能更強。
【圖文】：

水、土地、能源是人類生存最重要的資源，人類文明的發(fā)展有賴于對能發(fā)利用，對能源的開發(fā)方式及開發(fā)程度長久以來決定著環(huán)境的變化。近些年不可再生能源的過度消耗，已經(jīng)引發(fā)了一系列不可忽視的環(huán)境及能源問題能源緊缺、環(huán)境破環(huán)，而世界經(jīng)濟發(fā)展勢頭強勁，對能源的需求日增漸長。，能源需求增長率持續(xù)擴大，高于過去十年的平均值[1]，在緊張的能源形勢危機下，加強管理對石油、煤炭等化石燃料的使用，控制碳排放，加大對再生能源的推廣應(yīng)用勢在必行。美國、中國、印度、歐盟等都已制定了可再生能源利用計劃，進行了能[2]。可再生能源在能源中消費占比將不斷增加，各大權(quán)威能源機構(gòu)均預(yù)測在幾年內(nèi)，可再生能源的年均增長率將遠大于其他能源（圖 1. 1[3]）。中國是最大的能源消耗國與產(chǎn)出國，，自 2010 以來已成為世界上最大的溫室氣體排，資源消耗過分依賴煤炭，占全部能源消費占比的百分之六十[5]，與其他國，我國能源需求量巨大，而能源利用結(jié)構(gòu)不合理，此外，環(huán)境污染問題嚴氣污染近幾年成為國人關(guān)注的焦點，為了人民生命健康安全及國家經(jīng)濟發(fā)要大力加強發(fā)展太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能等可再生能源及天然氣等清潔能源。

筑優(yōu)化建筑構(gòu)造，能最大限度實現(xiàn)對能源的合理利用，提高能源利用源循環(huán)使用，有利于推進建筑節(jié)能的進程[7]。再生能源消費占比的提高及建筑節(jié)能的發(fā)展為地?zé)崮荛_發(fā)應(yīng)用提供了地?zé)崮苁且环N實用的、具有競爭力的清潔能源，具有環(huán)保、低污染的特存儲特征可以分為淺層地?zé)崮�、水熱型地�(zé)崮芎透蔁釒r等[8]，淺層地?zé)彷椛浜偷厍騼?nèi)部熱量傳遞，以低溫?zé)崮艿男问絻Υ嬖诰嚯x地表幾百米與地下水中。中國是最早利用地?zé)崮茉吹膰抑籟9]，主要由于國土面熱資源較為豐富，其中華南、華中地區(qū)的淺層地?zé)峥衫脺夭钭畲�，地�(zé)崮艿拈_發(fā)所受限制較小，在我國多種氣候區(qū)均可利用（如寒冷地暖地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)）。淺層地?zé)崮艿睦弥饕獞?yīng)用于熱泵技術(shù)，近地源熱泵的應(yīng)用率每年以穩(wěn)定的速率增長，已經(jīng)覆蓋全國范圍[10]。目源熱泵技術(shù)的成熟，中國已成為熱泵裝機量最大的國家，也是全球最能國家[11]。地源熱泵系統(tǒng)根據(jù)利用的地?zé)崮懿顒e主要分為土壤源熱泵，具體分類如圖 1. 2，土壤源熱泵受空間和地理條件的限制小，單位效有可觀的節(jié)能效果。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU83

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 羅仲;張旭;;小型土壤源熱泵冬季間歇運行的地溫恢復(fù)特性實驗研究[J];制冷技術(shù);2015年04期

2 吳春玲;惠超微;王雯翡;李曉萍;付旺;;地源熱泵間歇運行方式對地溫恢復(fù)和機組能效的影響研究[J];制冷與空調(diào)(四川);2014年04期

3 余延順;張少凡;馬娟;楊柳;;土壤耦合熱泵系統(tǒng)模型試驗臺設(shè)計[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年05期

4 趙利君;周亞素;張行洋;劉世昊;李揚;;地源熱泵地埋管周圍土壤溫度恢復(fù)的模擬[J];建筑節(jié)能;2010年10期

5 陳穎;楊敏;史保新;;土壤源熱泵制冷間歇工況土壤溫度響應(yīng)實驗研究[J];太陽能學(xué)報;2009年10期

6 張玲;陳光明;黃奕l

本文編號：2614684