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1、地源热泵系统土壤温度场模拟研究及案例Simulationonsoiltemperaturefieldandpracticalengineeringcasestudyofgroundsourceheatpumpsystem学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程作者姓名：尹航指导教师：朱能教授天津大学环境科学与工程学院二零一七年十二月摘要地源热泵系统目前在我国已有三十多年的研究与应用，人们对地源热泵的认识在不断加深，地源热泵技术也在迅速地发展。在天津，利用地源热泵系统供热制冷的示范工程已多达三十多个。但是，
2、由于种种原因导致很多地源热泵工程的运行效果不是十分理想，通过对此类工程的研究分析可以发现，造成这种情况的因素包括土壤的热输入与热输出不平衡，操作不规范等。而解决这些问题的方法也有很多，包括调整输入土壤的冷量和热量，扩大布井孔间距等。根据上述这些实际上存在的问题，本文以天津市宝坻区一处地源热泵工程为例，在地埋孔施工前进行了现场热响应试验，确定了土壤的热物性、单孔延米换热量和井间距等重要参数，利用Gambit和Fluent软件建立了埋管换热器传热的数学模型，针对工程设计的地埋管几何结构参数和热响应试验参数，
3、模拟了埋管换热器周围土壤的温度分布，理论分析了地埋孔的合理布井间距；后期通过对测试孔地下温度变化的观测和系统运行时冬季和夏季的运行观测，确认该系统地下温度的变化趋势，进一步验证布井间距设计的合理性，最后得出实际运行时的换热量变化和运行周期内的运行效果，分析得出该系统合理的运行操作方法。为今后其它地源热泵工程的系统运行提出借鉴意义。关键词：地源热泵，埋管换热器，布井间距，地下温度IIIABSTRACTGroundsourceheatpumpsystemhasbeenresearchedandapplied
4、inChinaformorethanthirtyyears,moreandmorekonwledgesongroundsourceheatpumparebeingobtainedbyresearchers,asaresult,groundsourceheatpumptechnologyisalsorapidlydeveloping.InTianjin,therearemorethan30heatingorrefrigerationdemonstrationprojectsuntilizingground
5、soutceheatpumpsystem.However,becauseofvariousreasons,thesegroundsourceheatpumpsystemsarenotintheidealstate.Bymakingdeepinsightintotheseprojects,onecouldfindthatcausesofthissituationincludingtheunbalancedofheatinputandheatoutputofthesoil,unstanstardizedop
6、eration,etc.However,therearemanymethodstosolvetheseproblems,includingadjustingtheamountofcoldandheatinputintothesoil,expandingthedistancebetweenthewellsandsoon.Accordingtotheaboveproblems,thispapertookthegroundsourceheatpumpprojectlocatingatBaodiDistrict
7、ofTianjinasanexample,thethermalresponsetestwasdonebeforeundergroundholeconstructiontodeterminthermalpropertiesofsoil,thesingleholeheatexchangepermeterandwellspacing.Meantime,themathematicalmodelofburiedpipeheatexchangerheattransferwasestablishedbyusingGa
8、mbitandFluentsoftware,basedonwhich,thetemperaturefieldsurroundingU-tubeheatexchangerwassimulatedandthereasonabledistributionoftheburiedholewastheoreticallyanalyzedaccordingtothegeometricparametersofburiedpipeandthermalresp
