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《哈尔滨工业大学》 2006年
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土壤蓄冷与耦合热泵地下埋管结构及运行模式优化

张欢  
【摘要】: 土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统在保留了传统土壤源热泵系统利用地热作为低位热源,具有节能、环保的优点的基础上,引入蓄冷技术,夏季在电力低谷时段向土壤蓄存冷量,以供白天电力高峰时段空调使用,从而实现了平衡电网峰谷负荷,削峰填谷,缓解电力供应紧张的局面的目的。是一种适用于夏季空调负荷为主、冬季采暖负荷为辅的亚热带地区的全新的空调系统形式。该系统将蓄冷技术和土壤耦合热泵技术有机的结合在一起,各取所长,互补其短,是一项满足21世纪空调技术可持续发展要求的新技术。 本文通过理论分析,在能量平衡方程的基础上建立了土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统地下垂直U型埋管换热器管束内、外层盘管在冬季取热工况的数学模型。通过数值模拟,分析了埋管间距、管内流体流量、流体入口温度、土壤初始温度、埋管深度、埋管管材、土壤特性等因素对地下埋管换热器冬季取热性能的影响。为地下埋管换热器结构的优化设计和系统运行模式的分析提供了理论支持与技术储备。 结合埋管间距对夏季蓄冷、释冷工况的影响,综合考虑了埋管间距对冬夏季换热特性的影响,分析了几种不同集成系统地下埋管管束的布置形式的换热情况和适用条件。并给出了不同埋管布置形式下,埋管连接的连接方式。为工程设计中埋管管束结构形式的优化设计提供了技术参考。 分析了间歇运行模式对土壤温度场和埋管冬季取热性能的影响。研究了全年多工况运行时,过渡季土壤耦合热泵供冷运行模式对地温恢复及冬季换热特性的影响,分析了过渡季停机状态时地温的恢复情况。从而为集成系统全年运行模式的优化提供了理论储备。 地下埋管换热器结构形式和布置方式的研究以及集成系统运行模式的研究是这种全新的空调系统需解决的关键技术之一。通过本文的研究将为土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的开发使用提供必要的理论支持和技术储备。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU831.6

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【引证文献】
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【同被引文献】
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