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《华中科技大学》 2011年
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地源热泵冬季工况土壤温度变化特性研究

许杨  
【摘要】:地源热泵系统是随着全球性环境问题与能源危机的出现而逐渐兴起的一门技术。它通过利用地下200m以内的浅层地壳中储存的热能资源对建筑进行供热与空调,具有良好的节能与环境效益,近年来在国内得到了日益广泛的关注与应用。 本课题以武汉某办公建筑的地源热泵空调系统为研究对象,目的是研究动态负荷下处于等壁温与绝热边界中的地埋管土壤温度场的变化,并探求地源热泵系统模拟中合理的边界条件设置。本文利用建筑能耗分析软件EnergyPlus对武汉某三层办公楼进行全年的能耗模拟分析。得到该建筑的全年最大冷热负荷,根据系统实际情况对整个地源热泵空调系统运行进行为期2年的模拟,得到地埋管侧的进口水温与逐时负荷,为进行土壤温度场的计算做好准备。 对动态负荷下的地埋管土壤温度场的模拟,本文采用CFD软件Fluent对半径为2.5m的土壤区域在供热期间以及停机期间进行模拟仿真。以期为地源热泵工程设计与施工提供建议与参考。 分析结果表明,在冬季工况下地埋管出口温度和土壤温度的变化与供热期间热负荷的变化趋势相反,土壤温度变化幅度由中心向远端逐渐减小。等壁温边界条件下的土壤温度恢复较快。绝热边界下的土壤温度随着地埋管的取热不断下降。机组停机后的前5天内土壤温度恢复较快,而后逐渐变慢。等壁温边界下的远端土壤温度变化较小,在经过足够长的恢复时间后最终达到边界温度设定值;而绝热边界条件下的远端土壤温度在不断下降,最终整体土壤温度将趋于一个稳定中间值。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU831

【参考文献】
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