地源热泵地埋管系统节能运行机理研究

摘要

地埋管地源热泵技术是近年来开始得到广泛应用的节能环保新技术，该技术的研究和发展不仅得到了我国政府的大力支持，而且商界人士也致力于该技术的推广。随着地埋管地源热泵技术的广泛应用，也带来了一些问题，由于设计考虑不周、安装的原因等因素，地埋管水力系统不平衡导致部分钻孔介质流动缓慢或不流动，因此造成了实际运行的地埋管数量大大减少，从而减少了地源热泵系统的传热面积，使系统制冷制热效果大打折扣。本课题旨在研究地埋管地源热泵系统中的水力平衡理论和优化设计技术，为地埋管阻力系统的应用提供技术指导。 本文从地埋管系统阻力入手，借助于Matlab语言进行编程，首先计算了在不同设计方案情况下，地埋管系统阻力损失数值，并分析了在不同管网连接形式在变流量、变钻孔深度、变管间距情况下水力工况的变化规律，根据模拟计算结果，分析了不同类型地埋管管网的水力特性，给出了地埋管系统优化设计方法，为以后地埋管网的合理设计和高效运行提供了理论基础。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 中国建筑能耗现状

1．2．1 地表水地源热泵

1．2．2 地下水地源热泵系统

1．2．3 地埋管地源热泵系统

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究概况

1．3．2 国内研究概况

1．4 问题的提出

1．5 研究的主要内容

1．6 研究的目的和意义

第二章 地埋管管网系统类型

2．1 地埋管系统的分类

2．1．1 水平式埋管

2．1．2 桩基式埋管

2．1．3 垂直式埋管

2．2 垂直单U型地埋管系统

2．2．1 垂直单U型埋管系统组成

2．2．2 U型管水平管路连接形式

2．3 地埋管系统水力工况基本概念

2．3．1 水力失调与水力平衡概念

2．3．2 地埋管管网系统水力失调类型

2．3．3 地埋管系统管网水力平衡评价方法

2．4 埋管系统节能运行措施

2．4．1 埋管管径的合理确定

2．4．2 变频循环水泵的应用

2．5 平衡阀的应用

2．5．1 平衡阀工作原理

2．5．2 地埋管管网水力特性的影响

第三章 地埋管系统水力系统分析及模型的建立

3．1 本文水力工况分析对象

3．1．1 多通及其连接环路

3．1．2 检查井内分集水器及其连接环路

3．2 地埋管管网水力工况存在的问题

3．3 地埋管系统阻力损失计算

3．3．1 沿程阻力计算

3．3．2 局部阻力计算

3．3．3 管网总阻力计算

3．4 管网水力工况分析

3．4．1 管网阻抗分析

3．4．2 管网流量分配

3．5 水力计算模型的建立

3．6 Matlab语言的应用及程序介绍

第四章 埋管末端部分水力工况分析

4．1 埋管末端不平衡率的分析

4．1．1 不同钻孔深度下不平衡率

4．1．2 不同钻孔间距下不平衡率

4．1．3 多通连接环路数总结

4．2 埋管末端环路阻力损失分析

4．2．1 不同钻孔深度下阻力损失

4．2．2 不同钻孔间距下阻力损失

4．3 末端钻孔内流量变化

4．3．1 不同钻孔深度下流量的变化

4．3．2 不同钻孔间距下流量的变化

4．4 管内流量的合理确定

第五章 分集水器连接环路水力工况的分析

5．1 分集水器所连环路阻力损失分析

5．1．1 末端形式不同时阻力损失分析

5．1．2 钻孔深度不同时环路阻力损失分析

5．1．3 钻孔间距对最不利环路阻力损失的影响

5．2 钻孔内流量变化对于环路阻力损失的影响

5．3 最远端钻孔内水力失调度分析

5．4 分集水器配管数的优化

第六章 结论

参考文献

致谢

硕士期间发表的论文