地埋管地源热泵系统的区域适应性研究

【摘要】： 地源热泵系统因其稳定高效,经济环保的优势在近几年得到了本行业的高度关注和获得了很好的发展,在其三种形式地表水源热泵系统,地下水源热泵系统和地埋管地源热泵系统中,目前应用较多的是地埋管地源热泵系统,因其与前两者相比具有较好的环境友好性,不会对周围环境造成污染。然而,该技术目前仍存在一些需要进一步研究的热点问题：如如何获得准确的地下岩土体热物性参数而为系统设计提供更合适的设计依据而保证系统的运行效果和效率；众多影响因素对系统性能的影响深度：在系统的长周期运行期间地下岩土体温度场的变化；不同热工分区代表城市为系统运行提供的不同条件导致地埋管地源热泵系统具有区域适应性。本文将针对这几个问题展开研究,以期为地埋管地源热泵系统的应用及发展提供一定的指导和建议。 《地源热泵系统工程技术规范》(GB50366-2005) (2009年版)的颁布实施明确了岩土热响应试验在地源热泵系统工程技术中的地位,增补了岩土热响应试验的相关术语,勘察要求和对试验实施方法,具体方法和细则等做出了规定。本文总结地源热泵系统的岩土热响应试验近几年的研究进展,并结合一岩土热响应试验的实例采用规范推荐的方法计算岩土热物性参数和钻孔每延米换热量参考值。 基于现有的地埋管地源热泵系统的传热模型,结合解析解和数值解方法建立竖直U型地埋管地源热泵系统的传热模型。选取我国公共建筑热工分区的五个代表城市,针对同一栋办公建筑,用DEST软件计算全年动态负荷,作为以上所建模型的输入条件,用MATLAB数学软件编程模拟系统长周期(20年)运行期间地下岩土体温度场变化和地埋管内换热介质的进出口温度变化,分析不同影响因素对系统的影响深度、地下岩土体的热失衡问题、地埋管地源热泵系统的区域适应性和长周期运行性能。