直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)研究.pdf

1、采暖是北方居民冬季生活的基本需求，是占全國終端能耗近30％的建筑能耗中最大的能耗大戶。目前的采暖方式主要包括空調制熱、散熱片自然對流采暖及地板輻射采暖（地暖），其中地暖被認為是熱舒適性和能效最高的。近幾年地暖在北方甚至在長江中下游等地迅速興起，未來的建筑采暖方式中，據分析60％以上會采用地暖的方式。地暖系統(tǒng)具有舒適性高、節(jié)能和衛(wèi)生條件好等優(yōu)點，但常規(guī)的低溫熱水地暖系統(tǒng)在提高熱源效率、保護環(huán)境、降低輸配系統(tǒng)能耗以及降低中間能量轉換損失等方

2、面還需要進一步提高。
　　新型地板輻射采暖系統(tǒng)一直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)(Direct condensing airsource heat pump floor heating system，DCHP air)直接把制冷劑導入地板盤管中，代替常規(guī)熱泵系統(tǒng)的冷凝器，減少了中間能量傳遞環(huán)節(jié)和傳熱熱阻，大大降低了系統(tǒng)的能耗，有關研究剛開展不久。本論文圍繞直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)的基本理論與性能開展理論與實驗研究，期待為直凝式空氣源熱泵地

3、暖系統(tǒng)的發(fā)展做出貢獻。
　　第一章對直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)研究意義及國內外研究現狀進行了分析和綜述，明確了研究目的和內容。
　　第二章對直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)工作原理和基礎問題進行分析。直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)的散熱部件埋入地下，與常規(guī)采暖系統(tǒng)的散熱器直接向空氣散熱，其傳熱的方式與條件發(fā)生了變化。同時，與水暖式地暖相比，管內媒體為制冷劑而不是水。本文為明確其對系統(tǒng)性能的影響，進行了直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)與風冷系統(tǒng)和水暖

4、系統(tǒng)的傳熱性能比較分析。地下埋管是直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)極為特殊也是極為重要的部分。本文從物理性能、傳熱性能、加工性、承壓能力、經濟性及耐腐蝕能力六個方面出發(fā)，分析直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)地埋管的工作條件及要求，確定選取不銹鋼管作為直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)的盤管管材。
　　第三章利用ANSYS數值模擬軟件，對直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)中的熱能傳遞和地板結構層的傳熱影響因素進行了分析，得出不同冷凝溫度、地表層材料、填充層厚度及管間距

5、對應的地表溫度及熱流密度值，并繪制成表格，為實際工程建造提供參考。
　　第四章進行直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)實驗系統(tǒng)設計，研制出系統(tǒng)樣機，并進行實驗研究。
　　第五章則對實驗數據進行了分析整理。實驗結果主要從能效與舒適性參數兩個方面進行了整理。實驗數據表明:直凝式空氣源熱泵地暖系統(tǒng)當室外溫度為0℃，濕度為50％時，直凝式地暖機組小時能效比達到2.72以上，當室外溫度上升至50℃，機組小時能效比提高到3.41以上，大大高于其他采