直接膨脹式土壤源熱泵實(shí)驗(yàn)研究及地下?lián)Q熱系統(tǒng)分析.pdf

1、地源熱泵作為一項(xiàng)高效節(jié)能、綠色環(huán)保的空調(diào)技術(shù)，在國(guó)外已經(jīng)成為一種廣泛采用的空調(diào)方式，而在國(guó)內(nèi)正處于研究和應(yīng)用推廣階段，有很大發(fā)展?jié)摿ΑＶ苯优蛎浭酵寥涝礋岜檬峭寥涝礋岜玫囊环N特殊形式，是把制冷劑直接通入地下?lián)Q熱器中與周圍介質(zhì)進(jìn)行換熱。與常規(guī)土壤源熱泵相比，在直接膨脹式土壤源熱泵的地下?lián)Q熱器中，換熱形式主要是相變換熱，其換熱系數(shù)比采用普通換熱介質(zhì)要大得多；制冷劑直接與土壤進(jìn)行換熱，減少換熱環(huán)節(jié)，能量利用率得以提高。但該系統(tǒng)本身存在一些需要解

2、決的問(wèn)題，如在供熱模式下壓縮機(jī)回油和制冷模式下制冷劑回流問(wèn)題，以及地下?lián)Q熱模型建立等問(wèn)題。因此，作者在合作企業(yè)搭建了實(shí)驗(yàn)臺(tái)，把地下?lián)Q熱器置放在水井中與周圍介質(zhì)進(jìn)行直接換熱，對(duì)直接膨脹式土壤源熱泵進(jìn)行了初步測(cè)試。 本文在制冷和制熱兩種模式下，測(cè)試了地下?lián)Q熱器管壁面溫度和井水溫度分布情況，在分析測(cè)試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立了適合該系統(tǒng)的地下?lián)Q熱模型，利用所建立的模型進(jìn)行不同情況的模擬計(jì)算。制冷模式分別采用了連續(xù)性和間歇性運(yùn)行進(jìn)行測(cè)試，制熱

3、運(yùn)行過(guò)程中，由于實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)存在壓縮機(jī)回油問(wèn)題，只進(jìn)行了間歇性運(yùn)行測(cè)試。同時(shí)，針對(duì)制冷劑回流和壓縮機(jī)回油的問(wèn)題進(jìn)行了測(cè)試，找出對(duì)其影響因素。利用實(shí)驗(yàn)測(cè)試的數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效率進(jìn)行分析計(jì)算。 針對(duì)地下?lián)Q熱器中相變換熱的特點(diǎn)，選用圓柱形理論建立數(shù)學(xué)模型，利用ANSYS軟件進(jìn)行模擬計(jì)算，通過(guò)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，證實(shí)了所建立的模型能很好反映直接膨脹式系統(tǒng)地下?lián)Q熱的情況。然后把模型中換熱介質(zhì)水換成其它回填材料，模擬出直接膨脹式土壤源熱泵地下?lián)Q

4、熱器單孔溫度影響半徑以及影響因素，在系統(tǒng)在間歇運(yùn)行中，采用運(yùn)行時(shí)間和停機(jī)時(shí)間之比不同時(shí)地下埋管換熱器對(duì)周圍溫度場(chǎng)的影響狀況。通過(guò)與常規(guī)土壤源熱泵進(jìn)行對(duì)比，在外界條件相同情況下，得出直接膨脹式土壤源熱泵系統(tǒng)單位孔深換熱量比常規(guī)土壤源熱泵系統(tǒng)單位孔深換熱量大47％。最后采用圓柱形理論建立了直接膨脹式土壤源熱泵多個(gè)傾斜埋管數(shù)學(xué)模型，利用ANSYS軟件求解出多個(gè)傾斜埋管周圍溫度場(chǎng)分布情況，以及埋管間相互影響程度，分別在冬夏兩季模擬計(jì)算了鉆孔傾斜

5、角的變化對(duì)地下?lián)Q熱量的影響。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在制冷模式下制冷劑回流情況良好，但在供熱模式下壓縮機(jī)存在回油問(wèn)題，在分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，證實(shí)了地下?lián)Q熱器進(jìn)出口壓力對(duì)壓縮機(jī)回油產(chǎn)生重要的影響。并提出了解決壓縮機(jī)回油問(wèn)題的一些措施，供后續(xù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步檢驗(yàn)。 通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)研究，掌握了直接膨脹式土壤源熱泵系統(tǒng)基本原理和運(yùn)行特點(diǎn)。 直接膨脹式土壤源熱泵實(shí)驗(yàn)研究及地下?lián)Q熟系統(tǒng)分析解決了系統(tǒng)中存在的一些問(wèn)題，為進(jìn)一步研究打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)