冷却塔过渡季节土壤蓄冷的混合式土壤源热泵可行性分析

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1、中文图书分类号：TU-83密级：公开UDC：697学校代码：10005工程硕士学位论文M.E.DISSERTATION论文题目：冷却塔过渡季节土壤蓄冷的混合式土壤源热泵可行性分析论文作者：李康领域：建筑与土木工程指导教师：陈超教授论文提交日期:2015年6月UDC：697学校代码：10005中文图书分类号：TU-83学号：S201204191密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：冷却塔过渡季节土壤蓄冷的混合式土壤源热泵可行性分析英文题目：FEASIBILITYSTUDYOFHYBRIDGROUNDSOURCEHE

2、ATPUMPSYSTEMBASEDONCOOLINGTOWERCOOL-STORAGEINTRANSITIONSEASON论文作者：李康领域：建筑与土木工程研究方向：空调系统节能申请学位：工程硕士专业学位指导教师：陈超教授所在单位：建筑工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的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，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料

3、。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：李康日期：2015年6月4日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：李康日期：2015年6月4日导师签名：陈超日期：2015年6月4日I摘要摘要针对夏季高温高湿的夏热冬冷地区应用土壤源热泵系统易产生土壤“热堆积”的问题，本研究提出了一种利

4、用冷却塔过渡季节土壤蓄冷的新型混合式土壤源热泵系统，其基本学术思想是，供冷季低负荷期（6、9月份），此期间室外空气湿球温度较盛夏时期比较低，利用冷却塔分担部分土壤源热泵机组冷凝器排热量；非空调期的过渡季节，室外空气湿球温度明显下降，利用冷却塔向地下土壤体补偿蓄冷，以解决地下土壤体全年排热量大于释冷量的土壤冷热量不平衡问题。并基于课题组建立的冷却塔热工性能评价模型，初步确立了冷却塔的适宜运行条件。随后本文结合地埋管换热器有限长线热源理论、热流叠加原理以及TRNSYS软件，构建了地埋管换热器系统的热工性能评价模型；最后以南京地区实际

5、案例为应用对象，对所提出的新型混合式土壤源热泵系统可行性进行了评价分析。分析结果表明：1）在土壤侧全年冬夏释冷与排热负荷比为1:2.09条件下，相比单一土壤源热泵和传统混合式土壤源热泵，新型混合式土壤源热泵系统较好的规避了土壤“热堆积”问题，连续运行3年期间，供冷季地埋管换热器出口水温基本维持在28℃~30℃，供暖季地埋管换热器出口水温基本维持在10~12℃，可确保土壤源热泵系统始终运行在高效率区。2）新型混合式土壤源热泵系统运行一年后，地埋管换器井群周围土壤温度几乎完全恢复至初始状态，连续运行3年后井群周围土壤温度也几乎没有明

6、显上升；而同条件下单一土壤源热泵系统和传统混合式土壤源热泵系统在运行1年后土壤热堆积问题开始显现，运行3年后地埋管换热器井群周围土壤温度温升明显。3）采用新型混合式土壤源热泵系统，夏季6、9月，冷却塔出水平均温度约为25℃、平均相对能效系数ω为0.78，累计分担了冷凝排热量548.74MWh；；过渡季节，冷却塔出水平均温度约为14.7℃、平均相对能效系数ω为0.57，冷却塔累计向地下土壤补偿蓄冷量781.47MWh，新型混合式土壤源热泵系统全年土壤总排热量为2684.13MWh、总释冷量为2417.52MWh，较好的解决了全年土

7、壤排热与释冷量不平衡的问题。研究结果可为土壤源热泵技术的有效应用及其系统的优化设计提供方法参考。关键词：夏热冬冷地区；土壤源热泵系统；土壤“热堆积”问题；冷却塔土壤补偿蓄冷新方法；热工性能评价IIIAbstractAbstractInordertosolvetheheataccumulationproblemofground-sourceheatpump(GSHP)systemincoolingloaddominatedareawithhighhumidityinsummer,thispaperpresentsanovelhyb

8、ridground-sourceheatpump(HGSHP)systembasedoncoolingtower(CT)cool-storageintransitionseason.ThenthesuitableoperationtimeofCTunderthi