土壤耦合熱泵地下埋管換熱器溫度場實(shí)驗研究.pdf

1、土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是一種高效、節(jié)能、有利于可持續(xù)發(fā)展的綠色空調(diào)方式，是最有前途的節(jié)能裝置和空調(diào)系統(tǒng)之一，也是國際空調(diào)和制冷行業(yè)的前沿課題之一。地下埋管換熱器是土壤源熱泵技術(shù)的研究關(guān)鍵，而現(xiàn)有的地下埋管換熱器計算模型都是基于單一的熱傳導(dǎo)理論以及確定的巖土導(dǎo)熱系數(shù)和容積熱容基礎(chǔ)上的，沒有考慮地下水滲流的影響，從理論研究和實(shí)際工程來看地下水滲流會對土壤源熱泵運(yùn)行特性有較大的影響，從而使土壤源熱泵的經(jīng)濟(jì)性受到挑戰(zhàn)。
　　本文以達(dá)西定律為基

2、礎(chǔ)，建立了砂箱實(shí)驗臺，采用電加熱器充當(dāng)線熱源，通過實(shí)驗設(shè)備調(diào)節(jié)出不同的熱負(fù)荷、不同的地下水溫度、地下水滲流速度等條件，模擬出地下埋管在不同的地域工作時的實(shí)際情況，從而揭示地下埋管換熱器在有地下水滲流的情況下周圍溫度場的響應(yīng)，分析得出影響其傳熱的各種因素。
　　本課題實(shí)驗從2007年10月6日開始進(jìn)行，總共測試了40多種工況，包括：實(shí)驗前期的土壤物性測試、未飽和土壤溫度場測試、飽和土壤溫度場測試、有滲流情況下的土壤溫度場測試。實(shí)驗開

3、始前進(jìn)行了實(shí)驗的誤差分析，得出整個實(shí)驗臺的誤差為[-2.39％,2.41%](99.73%)P=，滿足實(shí)驗精度要求，說明得到的實(shí)驗數(shù)據(jù)是可信的。通過對實(shí)驗數(shù)據(jù)的分析處理，得出土壤的熱物性如導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、密度、含水率等對換熱器的傳熱性能影響很大，而地下水滲流的存在有利于地下埋管換熱器的長期運(yùn)行，且其影響隨著滲流速度的大小而變化。而本實(shí)驗中的數(shù)據(jù)也為工程實(shí)踐提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)儲備。
　　該課題為國家自然科學(xué)基金項目“土壤蓄冷與土壤耦合熱泵