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复合式地源热泵系统辅助散热冷却塔研究

张宏弢  
【摘要】:地源热泵空调系统利用土壤作为冷热源,通过地下封闭环路中换热介质的循环流动,与大地进行热量交换,进而实现对建筑物室内环境的调节。与传统空调系统相比具有节能环保的特点。在地源热泵的实际运行中,当建筑物冬季冷负荷和夏季热负荷不匹配的时候,会出现热量在土壤中堆积的现象,影响地源热泵空调系统的使用,因此工程上常引入冷却塔进行辅助散热。但是目前针对地源热泵系统中冷却塔的传热研究及模拟还比较少,这在一定程度上也制约了复合式地源热泵系统节能的最优化。 本论文主要研究对象为复合式地源热泵系统中冷却塔内空气、水流动时的传热与流动问题。针对复合式地源热泵系统,采用闭式冷却塔作辅助散热装置的形式,做了以下工作: 1.复合式地源热泵系统设计中闭式冷却塔内气、水两相的对流换热问题进行了分析,建立了数学模型。 2.由于冷却塔内气、水以及制冷盘管内冷却水之间存在三方换热情况,为简化模拟过程,将制冷盘管等效为壁面,进行了两相流的模拟。3.联系实际工程,对复合式地源系统的节能性进行了计算。并对土壤在冷却塔安装前后的热稳定性进行了测试。 本文对复合式地源热泵系统中冷却塔进行了研究,在解决土壤热堆积问题的基础上,力求系统的节能最大化。所提供理论模型与数值计算的方法,为复合式地源热泵系统在工程上的研究利用提供理论依据和参考价值。


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