分析地源热泵地下传热机理和试验模型-

摘要:地源热泵技术作为一种高效节能、绿色环保的新型节能减排技术,近年来在我国已经被广泛地运用到了工程实践中。然而,水源热泵机组-地源热泵系统利用会引起地面沉降,严重威胁到人民生命财产安全,国内目前对此探讨甚少,基本上是一片空白;地源热泵地埋管换热器设计的关键影响因素是岩土热物性参数,由于地下岩土介质的复杂性、高不确定性以及现有测试策略中岩土热物性参数测试点有限等,导致现有测试策略测得的岩土热物性参数具有较大的不准确性。由此,如何对地源热泵系统利用引起的地面沉降进行预测以给设计提供可靠依据,如何设计一种策略在有限的时间内测试较多岩土样本热物性参数以提供可靠的设计参数,是亟待解决的难题,解决好以上两个难题具有重要的工程运用价值。

    摘要4-5

    Abstract5-9

    第一章 绪论9-19

    1.1 地源热泵探讨近况9-13

    1.1.1 水源热泵探讨近况9-11

    1.1.2 地埋管传热机理探讨近况11-13

    1.2 地源热泵地下传热机理及试验模型探讨作用13-17

    1.2.1 课题探讨背景13-14

    1.2.2 现有地源热泵技术的缺陷14-15

    1.2.3 课题的提出及探讨作用15-17

    1.3 本论文探讨内容及策略17-19

    1.3.1 本论文的探讨内容17-18

    1.3.2 本论文的探讨策略18-19

    第二章 水源热泵模型数值模拟浅析19-28

    2.1 地下抽水传热机理浅析19-21

    2.1.1 两步计算模型19-20

    2.1.2 部分耦合模型20-21

    2.1.3 完全耦合模型21

    2.2 水源热泵模型数值模拟浅析21-27

    2.2.1 水源热泵系统抽水量与地面沉降量的联系21-24

    2.2.2 基于水源热泵机组利用的建筑物能耗量与其抽水量的联系24-26

    2.2.3 能耗量与沉降量的耦合模型26-27

    2.3 本章小结27-28

    第三章 基于预测模型的地埋管沉降工程实例浅析28-32

    3.1 工程概况、沉降预测和比较28-31

    3.2 模型评价31

    3.3 本章小结31-32

    第四章 地埋管传热数值模型探讨32-54

    4.1 岩土热物性测试试验案例32-43

    4.1.1 试验目的32

    4.1.2 试验案例设计32-37

    4.1.3 实验设备及材料37-40

    4.1.4 试验进度计划表40

    4.1.5 附录40-43

    4.2 地埋管地源热泵系统传热数值模型探讨43-52

    4.2.1 试验装置设计构想43-44

    4.2.2 传热数值模拟及结论44-52

    4.3 数值模型与实验模型的耦合浅析52-53

    4.4 本章小结53-54

    第五章 结论和展望54-57

    5.1 结论54-56

    5.1.1 水源热泵机组-地源热泵系统耗能量与沉降量模型探讨结论54-55

    5.1.2 地埋管传热数值模型探讨结论55-56

    5.2 展望56-57

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