土壤源热泵间歇运行冬季工况的试验研究论文

《土壤源热泵间歇运行冬季工况的试验研究论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、土壤源热泵间歇运行冬季工况的试验研究论文范萍萍端木琳舒海文王学龙摘要：本文介绍了土壤源热泵冬季间歇运行工况的试验结果。在地源热泵运行过程中，通过可控间歇过程，地温得以恢复，弥补土壤传热慢的不足；并改变了温度变化规律和趋势，实现强化换热及热泵机组良好的运行工况。关键词：地能地温恢复土壤源热泵间歇运行Abstract:Thistextintroducedtheintermittentmovementtestresultofgroundsourcepumpinp(GSHP)ofgeothermalenergy

2、utilizationsystem，aconceptofintermittentprocess(GSHPonoroff)peratureandpensateinsufficientrockheattransfer．Andchangedthetemperaturevarietyregulationandtrend.Intensifytheheattransferandgoodp.Keyalenergy;groundtemperaturerestoration;groundsourceheatpump;in

3、termittentmovement1引言地能是清洁可再生的自然能源，它具常年温度稳定的特点，是热泵理想的热源形式。然而.freel一个测点，而25米埋深为每隔5米一个测点，其中在75米埋深的井中在埋管上埋有两组热电偶。如图1图1温度测点布置示意图Fig2-1Schematicofthesensorsdistributionoftemperature（2）水温测试本实验所测水温主要是地下埋管进出口水温和热泵机组进出口水温。3实验结果分析因土壤源热泵受土质和气候情况的影响很大，在此，以大连的土质和气候情况

4、进行实验研究，土壤的特性参数如表1表1土壤的特性参数表第一层第二层类别沙土砂岩厚度(m)0~55~75导热系数(Ｗ/ｍ·℃)1.64.4比热*密度(J/m3·℃×106)1.43.563.1数据处理方法各测试日内的瞬时平均换热量的计算公式：（3-1）式中：Q－埋管换热器在各测试日内的瞬时平均换热量，k3；cp－循环流体比热，kJ/(kg·℃)；－U型埋管换热器内的水流量，m3/s；to－在各测试日内的U型管出水平均温度，℃；ti－在各测试日内的U型管进水平均温度，℃。地下埋管换热器单位埋深的换热量计算公

5、式：（3-2）式中：ql－单位井深的换热量，；－竖井深度，m。3.2实验结果分析根据已有运行经验，在稳定的供暖季节中，通常热泵机组在首开机时运行3-4小时达到稳定状态4。因此，结合实际供暖需求及热泵机组的运行状况，采用间歇运行技术，弥补地下换热缓慢的不足，恢复换热井温，提高综合效率。本实验以24小时为一个周期，人为地控制开停机的时间为1：1和2：53,4，以下实验数据均为实测结果。3.2.1地下埋管换热器壁温变化状况分析24小时间歇运行实验从2005年3月16日测试到3月19日。从图2可以看出地温的恢复

6、状况，这种间歇运行工况对地温的恢复是十分有利的，运行5小时后，停机，管壁的温度经过5小时左右温度恢复到与初始状态相差0.2C，机组继续运行4小时，以满足用户的供暖需求，而后停止运行，管壁温度经过10小时恢复到初始温度。为下一循环开机运行提供较好的换热条件。图2间歇运行管壁温度测试结果Fig.2Thetestingresultsoftubesurfacetemperature3.2.2热泵进出口水温的变化本实验采用的热泵机组正常运行时，出口温度不能低于4C，当低于这个温度时热泵将停止运行。因此我们要在保证

7、满足用户负荷需求的基础上，尽量提高进、出口稳定温度，保证热泵在理想工况下运行。从图3和4可以看出，在间歇运行工况下，热泵的进、出口水温稳定在一个较高的温度，有利于机组在理想的工况下运行。3.2.3热泵机组从土壤换热器的取热量由于埋地换热器的吸热，土壤的温度场发生变化。机组刚运行时，管内的水的温度与土壤温度相差较大，取热量迅速增加，随着吸热过程的进行，土壤温度降低，因此，运行一段时间，地下埋管换热器的换热量达到稳定状态。图5所示，间歇运行和连续运行埋地换热器的换热量变化曲线。从图中可以看出，间歇运行的换热

8、量明显大于相同实验状况下连续运行时的换热量。连续运行达3-4小时，换热量约在27.9，随着运行时间的增长，土壤温度下降，土壤与换热器间的换热量必将受到影响，当连续运行24小时后，换热量下降到26.5。间歇过程地温得到恢复（如图2），更有利于土壤与换热器间充分换热；换热量可以保证在27.9，与连续运行相比换热量提高了5﹪。图3热泵机组进口水温Fig3Thein-temperatureofheatpump图4热泵机组出口水温Fig4Theout