寒冷地区埋管式地源热泵系统热平衡分析.pdfVIP

第 33 卷 第 11 期 可再生能源 Vol.33 No.11 2015 年 11 月 Renewable Energy Resources Nov. 2015 寒冷地区埋管式地源热泵系统热平衡分析 李钰楠 1 ， 杜震宇 1 ， 姜振涛 2 （1. 太原理工大学 环境科学与工程学院， 山西 太原 030024 ； 2. 山东同圆设计集团有限公司， 山东 济南 250000 ） 摘 要： 以黄土高原寒冷地区埋管式地源热泵系统工程为平台，进行了为期两年的供热、恢复、供冷长期试验。 在 间歇制冷工况下，对换热井内岩土体的温度响应进行了研究。 研究结果显示，开机30 h 后，岩土体温度趋于稳定， 温度波动幅度为0.18~0.38 ℃ ；停机82 h 后，岩土体温度基本恢复稳定，温度下降范围仅为0.06~0.19 ℃。 通过对工 程岩土体热平衡分析发现，单纯地以全年累计冷热负荷的差异来判断岩土体的热平衡是值得商榷的。 建议从全年 累计冷热负荷平衡和岩土体的温度响应特性两个角度进行综合分析，进而确定埋管式地源热泵的适用性，以保证 埋管式地源热泵系统长期稳定可靠地运行。 试验结果可为黄土高原寒冷地区埋管式地源热泵系统的推广应用提 供参考。 关键词： 埋管式地源热泵； 岩土体热平衡； 温度响应； 长期试验 中图分类号： 文献标志码： 文章编号： （ ） TU831 A 1671-5292 2015 11-1679-07 DOI:10.13941/ki.21-1469/tk.2015.11.014 0 引言 孔深关系的研究表明：当夏季向地下释热累计量 埋管式地源热泵技术是一种利用地表浅层地 与冬季从地下吸热累计量均衡时，孔深不随运行 热资源的高效节能环保技术。 随着埋管式地源热 时间变化；当夏季向地下累计释热量与冬季从地 泵技术的快速发展， 岩土体热失衡问题已成为制 下累计吸热量不均衡时，地埋管换热器的换热性 约该技术发展的瓶颈。 一般来说，在地表 10 m 以 能下降；随着运行时间的延长，所需的设计孔深 [8] 下的岩土体温度可以保持长年稳定分布； 岩土体 呈对数曲线增大 。 Michel A B 通过模拟分析认 [1]～[3] 温度变化状况是岩土体热量是否平衡的反映 。 为，岩土体的热平衡是个复杂多变的过程，它与 地埋管与岩土体的传热过程是一个复杂的非稳态 复杂的分层地质差异、 多变的地下水含量与流 [4] 传热过程， 影响岩土体热平衡问题的因素很多 。 速、长期运行空调逐时负荷的变化等诸多微观因