地埋管地源热泵系统的回填材料与地下传热过程研究.pdf

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1、vfexM@:地埋管地源热泵系统的回填材料与地下传热过程研究学科专业：化学工程研究方向：地源热栗论文作者：指导教师：郑柏存教授定稿日期：年月日学位论文使用授权声明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，同意学校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。本人授权华东理工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学位论文。保密论文在解密后遵守此规定。论文涉密情况：不保密□保密，保密期（年—月—日至—年—月一

2、日）学位论文作者签名：日期：加士年月洛曰分类号：密级：华东理工大学学位论文地埋管地源热泵系统的回填材料与地下传热过程研究邹玲指导教师姓名：郑柏存教授王伟山博士申请学位级别：硕士专业名称：化学程论文定稿闩期：论文答辩円期：学位授予单位：华东理工大学学位授予闩期：答辩委员会主席：颖教授评阅人：孙振平教授乔秀臣教授作者声明我郑重声明：本人恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容。论文为本人

3、亲自撰写，并对所写内容负责。论文作者签名：今年月闩华东理工大学硕士学位论文第页地埋管地源热泵系统的回填材料与地下传热过程研究摘要地源热泵是一项利用低温地热资源进行供暧、制冷和热水供应的绿色环保空调技术。本课题的研究对象是地源热泵地下回填材料的配方设计和性能评价，以及系统中地埋管换热器与土壤间的热交换过程。主要研究内容是以导热性、工作性以及固结强度为主要界定指标，筛选和评价出合适的回填材料配方；利用已有地埋管换热器传热模型和自建地源热泵模拟试验台，模拟不同工况下地下换热器的真实传热过程；最终，在地源热泵模拟试验台

4、上验证回填材料的性能，检验传热模型的可靠性，并选取模型修正系数。从而，为回填材料的开发和地源热泵系统的工程设计提供科学依据。首先，较系统地研究了水灰比、砂灰比、钢渣代砂率、钢渣粉代水泥率和泥浆掺入率对回填材料工作性、导热性以及固结强度的影响，并深入分析了回填材料的孔隙率、微观结构与其性能之间的关系。结果表明，工业废钢渣和钻井泥浆的添加可以在保证性能的前提下，降低回填材料的成本。其次，建立了一套垂直形地埋管地源热泵模拟试验台，分别釆用一维导热模型和一维线热源模型模拟了钻孔内、外的传热过程。通过分析循环水流量、进出

5、水温差、不同回填材料对换热效果的影响规律，完成回填材料的性能评价和传热模型的检验和修正。结果表明，管内流体平均温度与单位延米换热量之间可以用二次函数拟合，地源热泵模拟试验台在检验回填材料的性能优越性上具有可靠性；按一维导热模型计算的钻孔内换热量往往小于系统内总换热量，推荐在模型计算基础上乘以倍的修正系数。钻孔壁温度随扣按线性规律变化，且运行时间越长线性规律越强。关键词：地源热泵模拟试验台；回填材料；废钢渣；导热系数；一维导热模型；热阻计算第页华东理工大学硕士学位论文华东理工大学硕士学位论文第页目录第章绪论弓地埋

6、管地源热泵系统概述地源热泵回填材料综述回填工艺及回填材料介绍回填材料的配方设计和制备过程回填材料的导热性能及测试方法回填材料的施工性能、力学性能回填材料的微观结构地源热泵模拟试验台的搭建与传热规律研究地源热泵模拟试验台的搭建循环水流量、进出水温差对地源热泵换热效果的影响地源热泵系统的传热模型介绍国外研究进展国内研究现状本文的研究目的、研究内容及创新点研究目的及意义研究内容本课题的创新点第章回填材料的制备和性能研究实验部分实验原料及仪器实验方案测试与表征结果与讨论不同土壤类型的热物性分析回填材料性能分析添加工业废

7、料后的回填材料性能总结与经济性分析回填材料的孔隙与微观结构分析本章小结第章地源热泵系统地下传热过程的研究第页华东理工大学硕士学位论文前实验部分实验原料及仪器实验方案结果与讨论土壤温度场规律研究工程因素对系统的影响本章小结第章传热模型的建立与模拟计算脂传热机理分析及传热模型介绍地源热泵传热机理分析传热模型介绍结果与讨论热阻计算钻孔内一维导热模型钻孔外一维线热源模型钻孔内一维导热模型与二维导热模型的实验数据拟合钻孔外一维线热源模型与一维圆柱孔传热模型的实验数据拟合本章小结第章结论与展望離本实验的不足与建议参考文献攻

8、读硕士学位其月丨、司发表白勺论文华东理工大学硕士学位论文第页第章绪论引言近年来，各种形式的可再生能源被开发利用，以减少化石燃料的消耗。地源热粟作为能源转换率最高的一项暖通空调技术，具有可观的经济效益和应用前景，日益引起人们的广泛关注。《地源热菜系统工程技术规范》（以下简称《规范》）指出，地源热泵系统是指以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由地源热栗机组、地热能交换系统和建筑物内系统组成