地源热泵地下换热系统的实验研究.pdf

中国T程热物理学会 传热传质学 第1一屙学术会议 编号：053317 地源热泵地下换热系统的实验研究 魏加项 唐志伟 马重芳 张宏宇 刘文学 (北京T业人学环境1j能源T程学院传热强化‘j过程节能教育部晕点实验室暨传热畸能源利用北京市 重点实验室，北京，100022) Tel：010-8325 摘要：地源热采地下换热系统对十地源热裂系统的稳定运行平兀地源热泉系统的投入成本起着关键的作 用。为，对地下换热系统换热效果和瑚刖t壤的温度场进行实验研究，我们托北京T业人学高科技能 源楼迎一J’一食包龠60套小I刚结构地下换热系统的实验台。利用温度驶流量测试装置捩得运行过程中 温度变化井计算换热量，探求小J,-g』卉构地下换热系统的换热情犹。奉实验台坯可以收集系统运行过程 中地下换热系统的传热温度击‘散半符，实验系统小仅为地源热泉的敬计提供r数据，州a为地源热策的 深入研究提供r、F台。 关键词：换热率 地下换热系统 地源热采 换热率 {、地源热泵技术综述 建筑耗能在国内外整个能源消费结构中都r～有重要比例1““，而采暖利空调r～据了 建筑能耗的人部分，合理解决建筑物的供暖雨I空调问题，能够为社会的可持续发展做出 重人贡献。著名的r稗热物理学家吴仲华院七，精辟地为合理配置能源总缶与为：“分配 得当、并得所需、温度对口、梯级利蹦”。意指对丁|不同的能源需求，进行合理妥当的 资源配置，以实现能渊利j_}=i效率和能源设备利M效能的爨优化；根据能源的l}}I伉，实现 “温度对口、梯级利剧”，将离品位的能源满足高端的需求，将低品位的能源满足低端 的需求。 供热空凋所明的热源或冷源的温度区域极窄。当前设计及运行人员的供暖观念已经 从原米的高温(100摄氏度左右)供暖转变为低温【40．60摄氏度)供暖，因为低温供 暖不仅闪为接近人体濡度感觉上更舒适，更没有高温供暖带来的甲生状况著的弊端。而 建筑空凋所需冷水温度也只不过7摄氏度左右，这与白然能源的温度(-15-40摄氏度) 著距很小，网此完全可以利用天然冷热源来解决建筑供热空调问题，无需燃烧高品位的 一次性能源。热泵技术正由于满足了“温度对口，梯级利用”的原则，能够以极小的代 价从白然能源(室外空气、十壤、水等)中获得极大的收蓣，已经成为当前毋为有效的 供能技术之一。 地源热泵技术是可再生的供能技术f”】，它主要利刖浅层’十壤的蓄热能力。冬季通 过地中集热器收集热能供给室内使H_J，夏季将室内热昔通过地中集热器排入地F，全年 循环利川，达到了可再生的目的。 2、实验台构造及实验思路 2．1实验台介绍 本实验台建立住北京l业人学高科技能源楼．地r十层基本结构为黄十、沙层、鹅 卵I一我们…共打了60口能源』f，每口爿‘从瓿杼、深度、同填料、换热系统构造及数 1809 鼙等方面备有特点。60口能源井全部采川并联连接．每口井都能够单独使刖。为了控制 简便，我们把能源井供同水管全部引入室内，在供『亓1水管路上设置截fr阀。 图l能源外供吲水管连接照片 图2实验台原理图 能源井侧换热过程为：地中集热器中流体在地F循环过程中通过管壁与周隔十壤换 热，在流经热泵机纽的换热器时与换热器另一侧的制冷荆换热，然后再同到地F与十壤 换热，完成一个循环。由上述换热过徉可知，只要测得热泵机组换热器处能源井侧进出 水湍度及水流封就可以求得从地r提取的热量，从而可以求得能源井换热率。 、 I ! 000oo ∞ ” H 1E i3 II ! 【l Ⅱ