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《东华大学》 2011年
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地源热泵非连续运行钻孔周围土壤温度场研究

张行洋  
【摘要】:地埋管地源热泵应用于我国的夏热冬暖地区,由于建筑物夏季的冷负荷大于冬季的热负荷,容易出现地下热量累积从而使得地埋管周围土壤温度随运行时间的增加缓慢升高的问题。本文主要针对地源热泵系统地下温度场取热、放热不均衡的问题进行相关的探讨和分析。分析的对象着眼于地源热泵的核心部分地下U型埋管换热器钻孔周围的土壤在非连续运行状态下的传热机理和变化趋势。 通过对地源热泵地下换热器的非稳态传热分析,根据非连续运行的特点,采用了优于传统的无限长线热源模型的有限长线热源模型和叠加原理,对深度方向上的一维温度场和水平方向上的二维温度场建立传热模型。采用MATLAB数学软件进行编程,可以模拟不同土壤热物性参数下,任意时刻、任意半径和深度处土壤的温度场。 根据有限长线热源模型的特点,将实验台的高度简化为1.5m。对地源热泵夏季工况连续运行策略和间歇运行策略的土壤的温度场进行了实验验证分析。在实验台中间的测点相对误差都在20%的工程允许范围内,很好地验证有限长线热源模型的准确性,应用中间深度0.75m深处某一半径处的过余温度作为这一半径处的代表温度。 对本文编写的程序进行适当的修改,实现了对非连续运行策略下钻孔周围土壤温度场进行模拟分析,间歇运行和交替运行有效地消除了地源热泵应用于夏热冬暖地区地下取热、放热不均衡的问题,显著地减小了单井的热影响半径。同时对热流输入大小和土壤的导热系数对地下钻孔周围温度场的影响也进行了定性和定量分析。结果表明,地源热泵非连续运行对改善钻孔周围土壤的热量不平衡具有很好的效果,有利于指导地源热泵的实际工程运用。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU831

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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1 曲云霞;地源热泵系统模型与仿真[D];西安建筑科技大学;2004年
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【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 张行洋;地源热泵非连续运行钻孔周围土壤温度场研究[D];东华大学;2011年
4 凌晨;东华大学图书馆地源热泵运行性能及周围土壤温度场研究[D];东华大学;2012年
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