基于小型实验装置的地源热泵岩土热物性研究

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1、分类号学号M201271070学校代码10487密级硕士学位论文基于小型实验装置的地源热泵岩土热物性研究学位申请人：孙心明学科专业：新能源科学与工程指导教师：胡平放教授答辩日期：2015.5.25AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringResearchonRock-soilThermalPropertiesinGroundSourceHeatPumpSystemBasedonExperimentApparatu

2、sCandidate:SunXinmingMajor:NewEnergyScienceAndEngineeringSupervisor:Prof.HuPingfangHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015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

3、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。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（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摘要地源热泵技术作为可再生能源的一种重要

4、应用方式，在国内得到了大力推广，近些年发展迅速，但是也出现了不少的问题。为了保证地源热泵技术能够长期的发展下去，我们对影响地埋管换热的因素进行研究是非常有必要的。目前，对地埋管换热的数学模型方面的研究较多，但对于地埋管换热的实验研究较少。主要是由于地下土壤环境复杂，不同地区地下岩土条件差异较大，难以进行不同因素对地埋管换热影响的实验分析。为实现对地埋管换热影响因素进行实验研究，本文在相似原理和实际岩土热物性测试的基础上，设计并搭建了一个小型的地源热泵地埋管换热的实验装置。在本实验装置的基础上，分析对比了线热源模型，复合线热源模型和Beier模型模拟

5、热响应曲线与实验结果的相对误差以及三种模型计算导热系数和比热容的结果的相对差别。通过本实验装置进行不同加热功率的实验、不同埋管内循环水流速的实验、不同测试时间的实验以及不同地下水渗流速度的实验，分析了各影响因素对热物性参数计算结果的影响，以及对埋管换热量和土壤温度场的影响。该实验装置的搭建为研究地埋管换热影响因素提供了新的途径，为研究不同因素对地埋管换热器的影响提供了可能。通过实验分析不同因素对热物性测试以及地埋管换热的影响可以为地源热泵系统的设计提供更为可靠的理论基础。关键词：地埋管地源热泵模拟实验装置岩土热物性测试实验研究I华中科技大学硕士学位

6、论文AbstractAsanewapplicationmethodofrenewableenergy,groundsourceheatpumpsystemhasbeenpromotedgreatlyindomestic.Thistechnologyhasdevelopedrapidlyinrecentyears,butitalsohasalotofproblems.Inordertoensurethelong-termdevelopmentofgroundsourceheatpumpsystem,itisnecessaryforustofigure

7、outtheinfluenceonburiedpipeheatexchangerofdifferentfactors.Atpresent,therearemanyresearchesonthemathematicalmodeloftheburiedpipeheatexchanger,butthereareveryfewexperimentresearchonheattransferoftheburiedpipeheatexchanger.Thisismainlyduetothecomplexityofundergroundsoilenvironme

8、nt,theundergroundgeologicalconditionsarevariedindifferentplac