土壤耦合熱泵地下埋管換熱器溫度場實驗研究.pdf

1、土壤源熱泵空調系統(tǒng)是一種高效、節(jié)能、有利于可持續(xù)發(fā)展的綠色空調方式，是最有前途的節(jié)能裝置和空調系統(tǒng)之一，也是國際空調和制冷行業(yè)的前沿課題之一。地下埋管換熱器是土壤源熱泵技術的研究關鍵，而現(xiàn)有的地下埋管換熱器計算模型都是基于單一的熱傳導理論以及確定的巖土導熱系數(shù)和容積熱容基礎上的，沒有考慮地下水滲流的影響，從理論研究和實際工程來看地下水滲流會對土壤源熱泵運行特性有較大的影響，從而使土壤源熱泵的經(jīng)濟性受到挑戰(zhàn)。
　　本文以達西定律為基

2、礎，建立了砂箱實驗臺，采用電加熱器充當線熱源，通過實驗設備調節(jié)出不同的熱負荷、不同的地下水溫度、地下水滲流速度等條件，模擬出地下埋管在不同的地域工作時的實際情況，從而揭示地下埋管換熱器在有地下水滲流的情況下周圍溫度場的響應，分析得出影響其傳熱的各種因素。
　　本課題實驗從2007年10月6日開始進行，總共測試了40多種工況，包括：實驗前期的土壤物性測試、未飽和土壤溫度場測試、飽和土壤溫度場測試、有滲流情況下的土壤溫度場測試。實驗開

3、始前進行了實驗的誤差分析，得出整個實驗臺的誤差為[-2.39％,2.41%](99.73%)P=，滿足實驗精度要求，說明得到的實驗數(shù)據(jù)是可信的。通過對實驗數(shù)據(jù)的分析處理，得出土壤的熱物性如導熱系數(shù)、比熱、密度、含水率等對換熱器的傳熱性能影響很大，而地下水滲流的存在有利于地下埋管換熱器的長期運行，且其影響隨著滲流速度的大小而變化。而本實驗中的數(shù)據(jù)也為工程實踐提供基礎數(shù)據(jù)儲備。
　　該課題為國家自然科學基金項目“土壤蓄冷與土壤耦合熱泵