文档介绍：山东建筑大学
硕士学位论文
地源热泵空调系统的优化设计与试验研究
姓名:赵强
申请学位级别:硕士
专业:供热、供燃气、通风及空调工程
指导教师:方肇洪
20080401
摘要地源热泵空调系统利用大地中的低品位热能来实现对建筑物的供热供冷,具有节能与环保的优点,在国内备受关注,有诸多政策在推动地源热泵的实施和发展。地埋管换热器是其设计中的关键部分,地埋管换热器的设计优劣直接关系到地源热泵空调系统经济性和运行可靠性。本文首先基于地埋管换热器设计软件“地热之星’’,分析了地埋管换热器工程上常用的单⒌、双⑺玌四种埋管型式钻孔设计长度的设计影响因素,研究结果表明:钻孔设计长度随回填材料导热系数、岩土导热系数和体积比热、钻孔间距、钻孔半径和凸芗渚嗟募跣《黾樱坏狈直鹨陨鲜设计因素为变量时,四种埋管型式的钻孔设计长度有一致的趋势:单单其次,建立了基于价值工程分析方法的地埋管换热器的经济技术分析模型,以合理设计硐牍た、固定钻孔深度、和固定钻孔个数三个角度分析计算了单⒌管、双芎退玌管四种地埋管方案的价值指数,并指出:单褪铰窆芩孀昕追延玫脑黾悠浼壑迪凳湫。玌型式埋管反之;钻孔费用和水泵运行费用是影响价值系数的重要因素;双芡ǔJ屎显谧昕追延酶摺埋管面积紧张的场合采用;埋管型式的价值系数同钻孔设计深度有较大的联系,工程上人为确定的钻孔深度影响到地埋管换热系统的技术经济价值:由于其较少的钻孔设计长度和较低的运行费用,双褪铰窆茉诟髦止た鱿录壑迪凳最高,是最佳方案;单褪铰窆茉诟髦止た鱿录壑迪凳畹停亲盍臃桨浮再次,讨论了地源热泵混合系统的型式、设计方法和控制策略,提出基于遗传算法的以初投资和运行费用的双目标地源热泵混合优化设计方法。最后,使用自主开发的岩土热物性测试仪为国内数个城市地源热泵工程进行了现场岩土热物性测试,并取得了当地的岩土导热系数和相应埋管条件下的钻孔内热阻数值,为地源热泵推广应用提供了基础性数据。关键词:地埋管换热器,价值工程,地源热泵混合系统,岩土热物性测试双双山东建筑大学硕士学位论文
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第绪论我国是一个能源储量不足的国家。储量最多的煤炭,也只位居世界第三位,排在美国、俄罗斯之后;而石油、天然气的人均储量分别只占世界平均值的也是一个能源消耗大国,一次能源消耗总量占世界第二位。我国的单位芎南喽院高,。建设资源节约型社会,实现能源可持续发展已经称为我国的一项基本国策。调整产业结构,限制发展高能耗产业,提高能源利用效率,大力发展可再生能源是我国能源政我国建筑能耗约占总能耗的左右,并将随着人民生活水平的提高逐渐增加到以上,在公共建筑的全年能耗中,大约有%.%消耗于空调制冷和采暖系统【。和其他行业一样,暖通空调行业的节能潜力很大,节能力度有待提高。现今我国关于利用可再生能源的暖通空调系统的研究明显增加,尤其是地源热泵空调系统,无论在技术上还是理论上都取得了不少成果。地源热泵空调系统良好的节能效果,使其在将来必定有更地源热泵空调系统简介地源热泵系统是以岩土体、地下水或地表水为低温热源,由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。根据地热能交换系统形式的不同,地源热泵系统又分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统【縪地源热泵系统利用浅层地壳中储存的热能资源对建筑进行供热与空调,由于较深的地层中在未受干扰的情况下常年保持恒定的温度,远高于冬季的室外温度又低于夏季的室外温度,因此地源热泵即可克服空气源热泵的技术障碍,又可大大提高热泵效率【。此外冬季从地下取热为建筑物供暖的同时使得大地中的温度降低,蓄存了冷量,可供夏季使用;夏季向地下放热,使大地蓄热以供冬季使用。这样在地源热泵系统中大地起到了蓄能的作用,进一