地埋管地源热泵系统的设计监控及测评-供热、供燃气、通风及空调工程专业论文.docxVIP

Design，Monitoring, Testing and Assessment for Ground-source Heat Pump System A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Degree of Master of Engineering By Xing Dingding Supervised by Prof. Lu Jun Mjor: Heating, Gassing, Ventilating and Air-conditioning Engineering Faculty of Urban Construction Environmental Engineering of Chongqing University, Chongqing, China. Apr. 2011 中文摘要 中文摘要 摘 要 随着社会的发展，能源紧缺对人类经济社会的发展和资源环境的制约越来越 显著。可持续发展已经成为全球关注的焦点之一。由于地埋管地源热泵系统高能 效无热污染等优点，越来越受到人们的广泛关注。 介绍了岩土热响应测试的原理及方法，用自行设计研发的岩土热响应测试装 置，对重庆地区 2 个单 U 型地埋管进行了不同加热量热响应测试，采用线热源理 论计算了土壤导热系数。并对不同换热量下地埋管的换热特性及运行进行了分析 研究，得出采用线热源模型，以符合地源热泵高效运行的加热量进行热响应测试 至少要进行 40h 才能计算得到稳定合理的土壤导热系数;地源热泵运行前期热量主 要用于钻孔内循环水、回填材料及管壁的温升，加热量越大，温度上升越快；运 行后期以钻孔内的热量向钻孔外热容量较大的土壤传递释放为主，传热量稳定， 钻孔内温度上升减缓；合适的换热量才有利于地源热泵的长期稳定运行。 从逐时负荷模拟得出重庆大学农学院工程全年累计热负荷为 81671.05kW?h， 全年累计冷负荷为 1315562.76kW?h，属于典型的冷负荷占主导的建筑，若夏季机 组能效比取 4.4，冬季机组能效比取 3.5，则负荷不平衡率达 96%。为平复冬夏释 热量设计采用冷却塔地埋管复合式地源热泵系统，并给出优化控制策略。 通过对中国人民银行重庆营业管理部附属用房及其它特殊用房的地源热泵系 统的冬夏季检测，该系统运行性能良好，室内温湿度稳定满足人体舒适度，系统 能效比在夏季达到 4.4，冬季达到 3.6。本建筑为办公建筑，属于间歇运行模式。 在夏季冷负荷大于冬季热负荷的情况下，此工程的地埋管换热器满足夏季为主进 行设计，并且双 U 埋管选取保守值 70w/m,进行计算。因此，地温恢复良好，在夏 季和冬季进行测试的第二天，在负荷相同的情况下，冷凝水均能达到和前一天运 行的相同温度。但此自控系统的灵敏度和精确度都不高，对工作人员精确的了解 本系统的工作特性有一定的影响。 地埋管地源热泵系统设计及控制策略具有因地制宜的特点，需要考虑具体建 筑所处地的气候特征，建筑功能的负荷特性，地质特点等因素进行设计及优化控 制策略。协助编制重庆市地埋管地源热泵系统技术规程，本文所涉及的设计检测 和验收均依照规程，适应重庆地区的特点。 关键词：地埋管地源热泵，热响应测试，能效检测，运行特性，技术规程 I 重庆大学硕士学位论文 重庆大学硕士学位论文 II 英文摘要 英文摘要 ABSTRACT With society developing, it is notable that economy developing, sources and environmental are restricted by energy sources shortage. Sustainable development has been to one of the global focuses. Owning to the advantage of the high energy efficiency and zero heat pollution and so on, researchers have paid close attention to the Ground Source Heat Pump. This text has calculated the ground physical property parameters in Chongqing by thermal corresponding test, which is recommended by national standard. Then, this text has calcul