基于动态模拟竖直埋管地源热泵系统优化的研究

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1、分类号学号M200973165学校代码10487密级硕士学位论文基于动态模拟的竖直埋管地源热泵系统优化研究学位申请人：李小坤学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程指导教师：胡平放副教授答辩日期：2012.1.10ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringOptimizationResearchoftheVerticalLoopGround-coupledHeatPumpSystemBasedonDynamicSimulationCan

2、didate:LiXiaokunMajor:Heating,GasApplication,VentilationandAirConditioningEngineeringSupervisor:Assoc.Prof.HuPingfangHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡

3、献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密□，在年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文0B摘要地埋

4、管地源热泵技术以其节能、稳定、高效的优势得到了广泛的应用，尤其是在倡导绿色低碳生活的今天，在建筑节能减排方面扮演着更重要的角色。但初投资较大以及应用技术尚不十分完善等因素，一定程度上制约了此项技术的推广与发展。尤其是在埋管换热器的设计方面，传统的工程设计方法大多偏重于经验性，没有考虑地埋管地源热泵系统与建筑负荷的动态耦合特性，易造成设计的不合理，使该项技术未能得到良好的应用。本文从便于工程应用的角度出发，提出了基于系统动态模拟的优化设计方法。首先以变热流条件下的改进线热源模型为竖直埋管换热器的计算模型，通过地埋管换热器的逐时换热量以及地埋管的进出水温度耦合建筑动态负荷与热泵

5、机组模型，在Matlab平台下编写了较易用于工程设计中的竖直埋管地源热泵系统逐时模拟模型。然后结合工程案例，利用所编写的程序进行了模拟分析，通过动态模拟竖直埋管地源热泵系统20年的运行状况，分析了埋管数量、流速、连续运行时间等因素对地埋管进出水温差、逐时换热量以及机组源侧进水温度、功耗、逐时COP/EER等参数的影响关系。所建立的模型简约，计算快捷，有较好的工程易用性。最后在最优化理论的指导下，根据不同的评价指标构建相应的目标函数，选取关键性参数作为优化变量，利用模式搜索法迭代计算，得到了优化变量的最优值，达到了优化设计的目标。为地埋管系统的优化设计课题研究做初步的探索，积

6、累一定的经验。关键词：地埋管地源热泵动态模拟优化设计费用年值Matlab程序模式搜索法I华中科技大学硕士学位论文1BAbstractGround-coupledheatpumptechnologyhasawiderangeofapplicationsbecauseofitsenergy-saving,stableandefficientadvantages.Itplaysanimportantroleinbuildingenergyconservationwhichneedsespeciallymoreattentionpaidforgreenlowcarbonlife.H

7、owever,largerinitialinvestmentandfaultinessofapplicationtechnologyexistedrestrictitspromotionanddevelopmenttoacertainextent.Especiallyforgroundheatexchangers(GHEs)design,traditionalmethodsaremostlyempiricalwithoutconsideringthatGround-coupledheatpumpsystemisdy