严寒地区土壤源热泵系统地下土壤热失衡问题分析

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1、工学硕士学位论文严寒地区土壤源热泵系统地下土壤热失衡问题分析李姝睿吉林建筑大学2015年6月吉林建筑大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《严寒地区土壤源热泵系统地下土壤热失衡问题分析》，是本人在导师指导下，在吉林建筑大学攻W硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知’论文中除己注明部分外不包含他人己发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体’均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。，作者签字：音“^香日期：>/令年如W日吉林建筑大学吉林建筑大学硕士学位论文使用授

2、权书《严寒地区土壤源热泵系统地下土壤热失衡问题分析》系本人在吉林建筑大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归吉林建筑大学所有，本论文的研宄内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解吉林建筑大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本’允许论文被查阅和借阅。本人授权吉林建筑大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文’可以公布论文的全部或部分内容。保密•,在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密口。(请在以上相应方框内打“V”)作者签名：日期：摊年“月口；日导师签名：

3、日期:•2^/欠年6月兮日工学硕士学位论文严寒地区土壤源热泵系统地下土壤热失衡问题分析李姝睿吉林建筑大学2015年6月国内图书分类号：TU831.3国际图书分类号：628.8国家科技支撑计划项目（No.2011BAJ05B03）工学硕士学位论文严寒地区土壤源热泵系统地下土壤热失衡问题分析硕士研究生：李姝睿导师：白莉教授申请学位：工学硕士学科、专业：供热供燃气通风及空调工程所在单位：市政与环境工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：吉林建筑大学ClassifiedIndex:TU831.3U.D.C:628.8Thenationalsc

4、ienceandtechnologysupportprojects（No.2011BAJ05B03）DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTheAnalysisonUndergroundSoilThermalImbalanceofGSHPSysteminExtremeColdAreaCandidate:LiShu-ruiSupervisor:Prof.BaiLiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:HeatingVenti

5、latingandAirConditioningAffiliation：SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineeringDateofDefence:June,2015Degree-Conferring-Institution:JiLinJianZhuUniversity摘要土壤源热泵系统作为一项高效环保、经济节能的空调方式，是一种备受关注的新能源技术，也是建筑节能领域的前沿课题。在严寒地区，土壤源热泵系统负担冷热负荷不均时，长期运行会产生地下土壤的热失衡问题，使得业内人士饱受困扰也阻碍了土壤源热泵在严

6、寒地区的推广及应用。分析研究土壤源热泵系统的地下温度场的热失衡问题是保证严寒地区土壤源热泵系统稳定高效长期运行的重要课题。为了研究解决严寒地区热泵系统热失衡问题的适用技术，本文针对控制面积分区热补偿法进行研究，揭示该方法的合理性，利用模拟软件预测采用这种方法后是否能从根本上解决土壤温度场的热失衡问题。本文是国家“十二五”科技支撑计划项目“东北严寒地区建筑节能关键技术研究与示范”的研究课题“严寒地区节能型围护结构及土壤源热泵适宜性应用技术研究与示范”（2011BAJ05B03）的部分研究内容。本文以该课题的示范工程——吉林建筑大学逸夫教学馆土

7、壤源热泵系统作为研究对象，根据实际工程、气象资料、工程热物性基础数据等工程的基本概况，利用Trnsys17软件构建建筑物负荷模型、地源热泵系统模型；由建筑物负荷模型，计算得出该建筑全年逐时冷热负荷并进行数据分析；由土壤源热泵系统模型，分别模拟了有供冷面积补偿情况、无补偿情况和只利用地源热泵冬季供热的情况时地下土壤平均温度的变化；根据逐年土壤温度场模拟结果，研究上述运行工况下土壤温度场变化对系统COP影响；预测热泵系统长期运行的效果达到极限的时间；将所得三种不同运行工况下在地源热泵系统全寿命周期内地下土壤平均温度模拟结果和系统能效变化进行对比

8、，确定适合东北严寒地区的最佳冷热负荷比例。本文通过三种情况的模拟结果和数据分析，验证了控制冬夏季系统负担面积的比例对于解决土壤热失衡问题的有效性以及土壤温度自补偿能力对土壤热失衡