地源熱泵作為最重要的淺層地?zé)崮芾眉夹g(shù),具有節(jié)能,環(huán)保、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),在世界范圍內(nèi)引起了廣泛關(guān)注和研究。其中地埋管換熱器是地源熱泵系統(tǒng)中的核心部件,分析其與地層間的傳熱性能是熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最重要的工作之一。此外地層熱物性（熱導(dǎo)率、比熱容）是影響埋管換熱器傳熱性能關(guān)鍵因素,通常作為埋管換熱器以及系統(tǒng)負(fù)荷設(shè)計(jì)的重要輸入?yún)?shù)。因此,研究埋管換熱器傳熱及地層熱物性高精度測(cè)試方法,對(duì)地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化具有重要意義。但是目前的地埋換熱模型和熱物性獲得方法還有待優(yōu)化。本文首先對(duì)埋管換熱器的傳熱進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。針對(duì)套管式換熱器,通過對(duì)目前地埋換熱器換熱模型進(jìn)行優(yōu)化,建立了新型的埋管換熱器瞬態(tài)傳熱模型。該模型引入了包含換熱器比熱容的熱響應(yīng)方程式,并聯(lián)立了鉆井內(nèi)能量方程和動(dòng)量方程,利用數(shù)值求解方法,得到鉆井內(nèi)部流體溫度的瞬態(tài)分布。對(duì)比本文模型預(yù)測(cè)溫度、其他模型預(yù)測(cè)溫度以及實(shí)驗(yàn)測(cè)量溫度,發(fā)現(xiàn)本文模型在2h時(shí),與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合程度較其他模型高,相對(duì)誤差僅3.6%;在56h時(shí),系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài),各模型模擬結(jié)果相近。基于獲得的模型,定量研究了換熱器比熱容、地層熱導(dǎo)率、循環(huán)流體流量和換熱器內(nèi)管熱導(dǎo)率等參數(shù),對(duì)換... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

地源熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1. 1 地源熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig1.1 Structure diagram of ground source heat pump system.土壤溫度常年保持穩(wěn)定，無論在夏季還是冬季，都能與大氣環(huán)，有利于與室內(nèi)進(jìn)行熱交換。如圖 1.2 所示，地源熱泵的工作還是夏季，都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于空氣源熱泵機(jī)組，從而使得地源熱泵熱制冷系數(shù)，能源利用率更高。美國(guó)環(huán)境保護(hù)局指出，設(shè)計(jì)、地源熱泵系統(tǒng)，僅消耗普通冷水機(jī)組鍋爐系統(tǒng)用電量的 30% 6節(jié)約 30 40%的運(yùn)行費(fèi)用，溫室氣體排放量?jī)H為傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的效環(huán)保的淺層地?zé)崮芾梅绞健?

圖 1. 3 典型原位熱響應(yīng)測(cè)試示意圖Fig1.3 typical in-situ thermal response test.泵系統(tǒng)在世界范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用，原位熱響應(yīng)漸成為測(cè)量單管地埋換熱器熱物性的標(biāo)準(zhǔn)估算棄對(duì)其精度提高的追求和其他估算方法的研究。應(yīng)測(cè)試技術(shù)的基礎(chǔ)上，另一種用于估算土壤熱估算法，逐漸被人們所關(guān)注。該方法是基于原上，通過數(shù)學(xué)隨機(jī)算法，在一定參考范圍內(nèi)，數(shù)，分別代入換熱器模型中計(jì)算流體平均溫度測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果最接近的樣本點(diǎn)，作為地層熱物性，用于比較預(yù)測(cè)溫度和實(shí)驗(yàn)溫度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主（SSE）如公式（1.1）所示。均方根誤差（RM數(shù)之一達(dá)到最小時(shí)，也就是說模型預(yù)測(cè)溫度與此時(shí)的樣本點(diǎn)最接近實(shí)際熱物性，選擇該樣本

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]豎直埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行研究[D]. 張小紅.南華大學(xué) 2016
[2]影響巖土熱物性參數(shù)測(cè)試的分析及地埋管換熱器傳熱模型的研究[D]. 李錦堂.重慶大學(xué) 2014
[3]地源熱泵水平埋管地下傳熱性能與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 齊春華.天津大學(xué) 2004
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本文編號(hào)：3620983