地埋管井群全年非穩態換熱特性研究

王俊清 袁艷平 曹曉玲 秦 萍 孫亮亮

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地埋管井群全年非穩態換熱特性研究

王俊清 袁艷平 曹曉玲 秦 萍 孫亮亮

（西南交通大學機械工程學院 成都 610031）

采取數值與解析計算相結合的方法，在構建井群地埋管換熱器與地上熱泵機組耦合模型的基礎上，研究了動態負荷下土壤源熱泵系統全年運行的非穩態特性。研究結果表明：各井換熱量隨空調 冷/熱負荷變化而上下波動，空調季各井平均壁溫總體逐漸升高，采暖季各井平均壁溫總體逐漸降低，但各井間存在一定差值；在過渡季各井平均壁溫得到一定程度恢復，秋季至少恢復了8.5℃；機組COP隨運行時間的持續，先是逐漸減小后趨于平穩；經過一年運行各井平均壁溫最大溫升為1.76℃，井群平均地溫升高了0.93℃。

土壤源熱泵；井群；地埋管傳熱模型；換熱量；井壁溫度；COP

0 前言

土壤源熱泵是一種綠色、節能的空調技術，對節能減排、構建綠色建筑具有重要意義。在土壤源熱泵系統中，埋管換熱器的研究一直是土壤源熱泵技術的難點，同時也是該項技術研究的核心和應用的基礎，實際上地源熱泵系統的性能不僅與地熱換熱器的配置有關，而且也與匹配的熱泵機組的性能及建筑負荷特性有關，因此，只有對埋管換熱器、熱泵機組以及負荷特性三者進行耦合分析，才能更準確合理地評價土壤源熱泵系統的運行性能。其中王景剛等[1]依據圓柱源理論，建立了耦合地上熱泵機組和地下埋管換熱器的模擬模型，該模型可用于長期運行的地源熱泵系統的短時間步長運行特性模擬；……