收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

地源热泵地埋管随机传热与可靠性理论研究

刘卓栋  
【摘要】: 地源热泵空调技术在我国的应用,呈现出较大的发展势头。地埋管换热器作为地源热泵空调系统的关键器件,其换热功能的优劣直接关系到地埋管式地源热泵空调系统的运行效果。地源热泵地埋管在岩土介质中的传热问题,是近年来暖通与岩土工程领域的交叉学科研究课题,其研究的内容涉及多孔介质的传热传质、地下非稳态传热、温度场随机分布等复杂问题。长期以来地源热泵工程界忽略了岩土介质固有的随机组成与结构性质,偏重于应用确定性的传热理论来解释岩土介质的传热现象,并以此作为工程设计的依据,从而极易导致地源热泵系统的投资过大或换热功能不足等问题。在实际工程中,影响地源热泵系统正常运行的因素极其复杂多样,而许多因素本身具有显著的不确定性(主要是随机性)。正是由于岩土介质传热具有的随机现象,致使在国际上至今还没有一致公认的地源热泵换热器设计计算方法,从而严重制约了地源热泵技术的推广应用。近年来人们开始更多关注地下埋管及其工况环境、地质条件和系统运行的复杂性,尤其是随机性的影响。本文以地源热泵地埋管在岩土介质中的传热问题为研究对象,考虑岩土多孔介质的组成与结构的随机分布性质,采用随机传热分析、随机有限元方法、可靠性理论,对岩土随机热物性参数统计方法、随机传热模型、传热随机有限元方法、地埋管可靠性理论与设计方法进行了系统的研究。主要完成了以下工作: 阐述了地源热泵地埋管换热器传热问题国内外研究现状,分析了现有地源热泵地埋管换热器传热模型,提出了地源热泵地埋管可靠性设计的概念,以及地埋管随机传热研究的必要性。介绍了地源热泵系统的基本概念与工作原理,探讨了地源热泵系统地下换热形式与传热机理,分析了多因素对地源热泵性能的影响,以及地埋管设计中的问题与缺陷。 研究了地埋管在岩土介质中的传热随机特性,分析了岩土传热参数现场试验及确定性计算方法,以及地源热泵地埋管传热随机影响因素。研究了岩土热物性参数随机性分析方法、岩土材料随机温度场及其计算方法、岩土介质随机场的离散分析模型、随机场的局部平均理论。在分析岩土介质传热特性基础上,研究了地源热泵地埋管换热器随机传热模型,提出了地源热泵地埋管随机传热温度场统计分析方法。基于地源热泵地埋管稳态与非稳态传热有限元模型,提出了地源热泵地埋管随机传热的随机有限元分析理论。 研究了地源热泵地埋管换热器可靠性基本概念、可靠性指标体系、总负荷随机影响因素,建立了地埋管换热器功能状态方程,提出了地埋管可靠性设计与分析方法、以及可靠度计算方法。结合工程实例对文本的理论和方法进行了计算机模拟计算分析,研究结果表明本文方法具有重要的理论意义和使用价值。 总之,本文结合现场试验方法与计算机模拟技术,采用多学科交叉理论,研究了复杂的地源热泵地埋管随机传热模型,初步揭示了岩土介质的随机传热性质、及其与非稳态传热的耦合特征,研究了地源热泵地埋管与岩土的随机传热机理、随机温度场分布规律,为地源热泵地埋管随机传热研究开辟了新的研究领域。在深入研究地埋管随机传热模型的基础上,建立了地源热泵地埋管随机传热的随机有限元分析方法,提出了地源热泵地埋管可靠性理论,为岩土介质随机传热模型的研究提供了新的思路,为地源热泵空调系统的设计提供了新的方法。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘森成;;京沪高铁上海虹桥站地源热泵地埋管施工研究[J];绿色科技;2010年09期
2 赵军;陈雁;;解读《天津市地埋管地源热泵系统应用技术规程》[J];天津建设科技;2007年06期
3 ;天津市在建筑中应用地埋管地源热泵技术实施指南[J];天津建设科技;2007年06期
4 扈君;;浅谈地源热泵在北方别墅的利用[J];科技致富向导;2011年11期
5 李志彩;宋媛媛;;播下绿色的种子——专访枫叶能源中国区总裁龚长山[J];机电信息;2011年13期
6 朱敏;;专家共议地热技术前沿应用——第三届“地源热泵技术应用论坛”在京落幕[J];城市住宅;2008年02期
7 盛学章;;专家互动:方肇洪(续)[J];机电信息;2009年01期
8 赵军;秦娜;;既有建筑应用地源热泵技术的相关问题[J];天津建设科技;2008年05期
9 ;地源热泵技术规程已通过审查[J];煤气与热力;2005年10期
10 ;成都龙锦慧苑地源热泵运行技术经济分析[J];建设科技;2006年21期
11 邬静;;地源热泵——新概念的冷暖空调[J];石油工业技术监督;2007年04期
12 江亿;;推广地源热泵必须遵循的原则[J];中国建设信息供热制冷;2007年06期
13 张文源;;地源热泵行业发展迅速[J];中国建设信息供热制冷;2007年06期
14 Jennifer Thorley;;地源热泵之源[J];中国建设信息供热制冷;2008年06期
15 ;市场动态[J];中国建设信息供热制冷;2008年11期
16 山石;;因地制宜 模式创新 系统集成 产业升级 地源热泵行业呼唤应用普及大使[J];机电信息;2010年01期
17 汪训昌;;建设地源热泵系统工程需注意保护地下地质环境与水资源[J];中国建设信息供热制冷;2010年05期
18 李元普;王晔华;;开式地源热泵室外换热系统(之三)[J];建设科技;2010年14期
19 ;世界地源热泵行业发展概况[J];供热制冷;2010年09期
20 ;“十二五”期间国家将强化推广地源热泵[J];供热制冷;2010年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杜恩广;孟照前;陈楠;华伟;;粗颗粒地层中的地埋管地源热泵系统[A];地温资源与地源热泵技术应用论文集(第四集)[C];2011年
2 向宏;刘光大;;垂直地埋管地源热泵空调系统的设计[A];2008年湖南省暖通空调制冷学术年会论文集[C];2008年
3 尹建新;;地埋管与冷却塔并联运行地源热泵系统几个问题的探讨[A];2010年湖南省暖通空调制冷学术年会论文集[C];2010年
4 袁瑗;王瑾;柳建华;李新林;李书生;李振;;地源热泵垂直地埋管换热器相干性数值模拟研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
5 欧阳焱;刘光大;;地埋管地源热泵及其复合能源的探讨[A];2010年湖南省暖通空调制冷学术年会论文集[C];2010年
6 林芸;赵强;方肇洪;;水平螺旋埋管地源热泵的研究[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
7 周平;陈超;吴金顺;王国建;;长江三角洲地区地源热泵系统的负荷特性分析[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
8 付文成;朱家玲;张伟;胡涛;;地源热泵热响应测试及影响因素分析[A];地温资源与地源热泵技术应用论文集(第四集)[C];2011年
9 本刊编辑部;;地源热泵地埋管换热器的设计简介[A];2010年湖南省暖通空调制冷学术年会论文集[C];2010年
10 陈洁;叶倩;;混合式地源热泵系统在合肥某工程中的设计分析[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘卓栋;地源热泵地埋管随机传热与可靠性理论研究[D];武汉理工大学;2010年
2 徐坚;地源热泵U型埋管换热器的变周期模型研究[D];浙江大学;2010年
3 郭永辉;直接膨胀式地源热泵单U换热器传热特性及系统性能分析[D];湖南大学;2012年
4 杨伟;U型竖直地埋管换热器热响应模型及其算法研究[D];湖南大学;2010年
5 雷飞;地源热泵空调系统运行建模研究及能效分析[D];华中科技大学;2011年
6 雷海燕;地埋管相变回填材料的理论分析与实验研究[D];天津大学;2011年
7 白天;严寒地区土壤源热泵系统地埋管运行特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 白天;严寒地区土壤源热泵系统地埋管运行特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 胡涛;地源热泵控制策略理论与系统实验研究[D];天津大学;2012年
10 张国东;促进地源热泵在建筑中应用的经济激励机制研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李敏;地埋管地源热泵系统的区域适应性研究[D];南京理工大学;2010年
2 赵进;中埋地源热泵系统运行特性分析与实验研究[D];河北工程大学;2011年
3 曹晓玲;成都地区地源热泵系统运行特性研究[D];西南交通大学;2010年
4 李扬;温湿度独立控制地源热泵系统运行策略研究[D];东华大学;2011年
5 石文;地源热泵系统地埋换热器热短路问题的研究[D];武汉科技大学;2010年
6 杜梅霞;热湿传递综合作用下地源热泵运行特性分析[D];河北工程大学;2011年
7 姚远;基于实测的地埋管地源热泵空调技术的节能与应用分析[D];武汉科技大学;2010年
8 任艳;中埋双U管地源热泵系统运行特性的分析与实验研究[D];北京工业大学;2010年
9 陈绪义;基于热阻随机分析的地源热泵地埋管可靠性设计方法研究[D];武汉理工大学;2010年
10 张士松;地源热泵—太阳能复合系统在办公建筑中的应用研究[D];山东建筑大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 安也致;国内首个地源热泵系统实验基地落户华清[N];中国企业报;2009年
2 本报记者 任欢欢;江苏省制冷学会副理事长张建忠:应用地源热泵系统要“上”“下”兼顾[N];中国建设报;2011年
3 李元普 柳春凤;我国地源热泵产业迎来发展高潮[N];中国矿业报;2008年
4 ;三方携手 共推地源热泵行业发展[N];中国建设报;2009年
5 本报记者 许意强;美国地源热泵正在从家庭走向商业建筑和工农业领域[N];中国企业报;2009年
6 记者 康源;第五届地源热泵技术论坛将在天津召开[N];中国企业报;2009年
7 本报记者 许意强;吴元炜:发展地源热泵需要系统整合力[N];中国企业报;2009年
8 记者纪洲;乌市推广地源热泵技术[N];新疆日报(汉);2010年
9 本报记者 任欢欢;推广地源热泵须勘查先行[N];中国建设报;2010年
10 张佩芳;令人瞩目的地源热泵 [N];中国机电日报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978