硕士论文-桩埋管型土壤源热泵换热器及相关研究

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1、天津大学硕士学位论文桩埋管型土壤源热泵换热器及相关研究姓名：于洋申请学位级别：硕士专业：供热、供燃气、通风及空调工程指导教师：周志华20090601摘要地源热泵由于其高效、节能、环保的优点，近年来日益受到人们的熏视，尤其是在资源日益短缺、能源价格日益上涨的今天，节能环保成了当前的首要话题。传统地源热泵的直埋管换热器占地面积较大，这就使得城市中大型建筑使用地源热泵具有一定的局限性，如果能够在桩基中埋设PE管组成桩基换热器，利用桩基和土壤较大的接触面积，再与传统的地埋管换热器相互配合，既可减小占地面积，又可满足节能环保的需要。本文在借鉴前人关于地埋管换热器研究结果

2、的基础上，主要研究w型桩基换热器的换热情况，并与传统形式的地埋管进行对比研究；并针对桩基型土壤源热泵的深度、数量和距离受到建筑物结构的限制及土壤热量不平衡问题，分别进行了讨论和研究，并提出切实可行的解决办法；同时针对常规数据采集过程中精度不高的情况，完成了测试车的研发。首先，针对常规换热器换热量测试系统测试精度不高，并且占用较多人力资源的情况，用VisualBasic软件开发研制了一套自动采集温度、流量、并计算换热量的系统，并将水箱、水泵、电控箱等设备与采集设备整合在一起，完成了测试车的研制，大大提高了测试精度，并且能自动生成直观的温度及换热量的变化曲线，令使

3、用者对所测的结果一目了然。其次，针对某一实际工程，利用自行开发的测试系统对W型桩基埋管进行了换热研究，并在同一地点进行了直接埋管的w型和单U型管的对比测试研究。结果表明，与传统地源热泵相比，桩基换热器的换热能力明显高于其他类型的土壤源热泵换热器，是一种较有发展前途的换热器形式，并通过理论计算，得出该类型桩基型换热器的桩间距应为8米。最后，由于桩基型换热器的换热量受到建筑物的限制，总换热量有限，为了保证建筑物的冷热负荷，常常与其他形式换热器联合使用。而且，两种类型的地埋管供回水温度应该近似一致。针对这个问题，本文经过计算比较，得出直径800mm、深50米的桩基w

4、型换热器应配合何种埋管形式的地埋管。并且针对土壤热量不平衡问题，设计了辅助冷热源来保证土壤温度近似恒定。关键词：土壤源热泵；桩基换热器；换热能力；辅助冷热源；数据采集；热作用半径ABSTRACTGroulldsourceheatpumpismoreandmoreattention—gettingrecentlybecauseofitsadvantagessuchashighefficiency,energysavingandenvironmentprotection，etc．Especiallywhentheproblemsofgrowingshortageo

5、ftheresourcesandtherisingpricesofenergybecomemoreandmoreserious，energysavingandenvironmentprotectionhavebecometheprimarytopiccurrently．Theundergroundheatexchangersoftraditionalgroundsourceheatpumpoccupytoolargeland，whichislimitedtobeusedinconstructionsinlargecity．IfPE-pipesareburied

6、inthepilingundergroundtomakeuseoflargecontactareaofpilingandsoil，meetingwithtraditionalheatexchangersunderground,notonlyCanthelandoccupiedreduce，butalsomeettheneedsofenergysavingandenvironmentprotection．Basedonthepreviousstudyresults，thisarticlemainlyresearches’theheat-exchangingofW

7、-typepilingburiedinthepilingunderground，andcompareswiththeheatexchangersoftraditionalform．Then，accordingtothelimitationsofpilingheatexchanger,suchasthedepth,numberanddistanceofpilingareallbasedontheconstructionsituation，Iproposesomepracticalsolutionsafterdiscussionandresearch．Atlast

8、，accordingtotheaccu