【摘 要】
:
在全年冷热负荷不均的地区,地源热泵系统在长时间连续运行时会出现土壤热失衡问题,某些大规模地源热泵系统不能依靠土壤的自然恢复能力消除冷热堆积,这将会导致系统运行时的效率下降,严重时甚至会使热泵机组失去换热能力。本文在自然恢复和强制恢复的基础上,提出了复合式恢复技术,即采用自然恢复和强制恢复相结合的方式来实现土壤温度的恢复,并针对不同工况的复合式恢复技术对地埋管周围土壤的温度恢复特性的影响进行了实验研
论文部分内容阅读
在全年冷热负荷不均的地区,地源热泵系统在长时间连续运行时会出现土壤热失衡问题,某些大规模地源热泵系统不能依靠土壤的自然恢复能力消除冷热堆积,这将会导致系统运行时的效率下降,严重时甚至会使热泵机组失去换热能力。本文在自然恢复和强制恢复的基础上,提出了复合式恢复技术,即采用自然恢复和强制恢复相结合的方式来实现土壤温度的恢复,并针对不同工况的复合式恢复技术对地埋管周围土壤的温度恢复特性的影响进行了实验研究。首先,在理论分析的基础上搭建了沙箱实验台,模拟地源热泵系统夏季工况运行时土壤的吸热和恢复过程,探究逆工况运行时间、运行温度、运行策略、过余温度、含水率对复合式恢复技术下土壤温度恢复特性和恢复效果的影响,研究结果表明:复合式恢复过程中管壁处土壤温度变化存在先下降再上升然后再下降的波动现象,不同复合式恢复工况下埋管周围土壤最终的温度恢复率均高于自然恢复工况,复合式恢复效果优于自然恢复。降低逆工况运行温度、增加逆工况运行时间都有利于埋管管壁处土壤的温度恢复效果的增加,其他条件相同时,逆工况运行温度从-4℃降低到-8℃,管壁处土壤的最终温度恢复率从94.28%上升到100.85%,增加了6.57%;逆工况运行时间从1h增加到2h,管壁处土壤的最终温度恢复率从92.85%上升到97.35%,增加了4.5%。随着逆工况运行时间增加和逆工况运行温度降低,复合式恢复效果的增幅会逐渐减弱。相比先强制恢复再自然恢复的运行策略,采用先停机自然恢复再强制恢复的运行策略可以略微提升管壁处土壤的最终温度恢复率,自然恢复与强制恢复的运行先后次序对土壤温度恢复效果的影响不大。其他条件相同时,在不停机直接强制恢复的工况与停机自然恢复4h再强制恢复的工况下,管壁处土壤最终的温度恢复率分别是96.3%、99.1%,仅提高了2.8%。升高制冷工况下的过余温度有利于增加复合式恢复工况的温度下降量,但是制冷工况的过余温度低时管壁处土壤的最终温度恢复率反而更高。过余温度越低,管壁处土壤温度恢复越容易。其他条件相同时,制冷工况下的过余温度从10℃升高到20℃,管壁处土壤的最终温度恢复率从93%下降到87.9%,降低了5.1%。土壤含水率越高,土壤的导热系数越大,在相同的复合式恢复工况下,管壁处土壤的最终温度恢复率越高。土壤初始含水率由10.25%增加到20.32%,相同工况下对应的土壤温度恢复率由94.3%增加到100%,提升5.7%。本文的相关结论可以为需要快速恢复土壤温度的工程提供参考,对解决热失衡问题有一定的参考意义。
其他文献
随着能源短缺问题和环境污染问题的日益加剧,探索可持续发展的绿色清洁能源及其相关的储存/转换装置是目前解决上述问题的重要手段。其中,锌-空气电池(ZABs)凭借着其价格低廉、储量丰富、比能量高等优势迅速成为了当前新能源电池领域的研究热点。但是ZABs其缓慢的阴极的氧还原/析出反应(ORR/OER)动力学过程是阻碍其进一步发展的重要原因,因此目前主要的挑战是开发高性能的双功能催化剂来解决这一问题。贵金
泡沫金属隶属超轻多孔介质,具有蜂窝状结构、高导热系数以及较大的空腔体积,能够根据需求优化结构设计,已经成为散热器和紧凑型热交换器优良的候选材料,在航天航空领域拥有较好的应用前景;但其内部复杂的孔隙结构为探究内部流动带来诸多不便,高流速下泡沫金属多孔介质的强化传热机理并不完善。而计算流体力学(CFD)随计算机的发展,变革性的转变了流体力学实验的思路与方法;将数值模拟应用于泡沫金属,基于拓扑结构的模拟
聚光光伏系统(CPV)可以更高效、低成本的利用太阳能,但是当前CPV系统的发电效率和输出功率仍受冷却条件限制。光谱分频技术是一种提高CPV系统发电效率和输出功率的有效技术,并且能够实现全光谱太阳能的利用,由于分频波谱段直接决定了系统输出的综合总功率(热能和电能之和),因此分频波谱范围的划分十分重要。为实现光伏电池在定冷却热流条件下最大综合总功率的输出,本文主要研究了光谱分频CPV系统在定冷却热流下
能源是实现国家繁荣富强和经济可持续发展的重要支柱之一,使用低品位能源,降低建筑中用于空调制冷和供暖耗费的能源并实现能源阶梯级的利用,成为了暖通空调领域十分重要的课题研究之一。重力循环柜作为毛细管系列空调的新型产品,其在结构上增设了冷凝水盘以增添除湿功能,较好地解决了毛细管辐射空调夏季使用时的结露问题;在性能上可使用高于10.0℃的冷水和不低于30.0℃的热水进行供冷和采暖,有效利用了大量的低品位能
微塑料,作为一种迁移性极强的持久性污染物,因其尺寸小、丰度大、疏水性强等特点而引起的土壤环境问题受到了学者们的广泛关注。迄今为止,较多的研究关注于环境中微塑料的来源、分布以及潜在毒性,而微塑料在土壤中迁移和沉积释放行为的研究较少,且研究多集中于未改性的原始微塑料在饱和多孔介质中的迁移行为。而微塑料进入土壤环境后会经历紫外光照射、热辐射和化学氧化等老化过程,这些老化过程会改变微塑料的理化特征,影响其
水体含氮污染物积累会造成富营养化,引发水生态环境问题。生物脱氮技术因其高效和低成本性被广泛应用。然而传统生物脱氮过程受有机碳源供给的影响,脱氮效果并不理想。丝瓜络能作为固相缓释碳源和生物膜的载体,具备提升反硝化脱氮的潜力,且锰作为地壳中的常见元素,其锰氧化物(MnOx)具有吸附与氧化性。基于锰负载的固相碳源可催化硝化反硝化过程,并提高对低C/N生活污水的生物脱氮处理,本实验制备一种锰负载丝瓜络填料
管内的流动沸腾传热作为一种高效的传热方式被广泛的应用在制冷空调以及工业散热等领域。为了获得更为高效的传热能力,学者们对管内流动沸腾传热强化方法进行了研究探索,常用方法包括应用管内插入物(扭带、螺旋片、螺旋线圈等)和优化传热管表面(采用内肋结构、波纹表面等)。虽能够强化传热,但同时也会带来流动阻力的增加。因此,有必要进一步优化方法,以获得更好的综合性能。本文提出了将光滑管和内肋管分段组合构成光滑-内
氮素是水体富营养化的主要致因,水体富营养化可诱发藻类及其他浮游生物快速繁殖,水体溶解氧降低,水质恶化,鱼类等生物死亡的现象,严重破坏水体生态环境的稳定性,污废水脱氮是削减进入水体的氮素以控制水体富营养化的重要方法。污水处理厂产生大量污水污泥,利用热处理技术处理剩余污泥已引起广泛关注,既能实现剩余污泥中有机物和病原微生物的炭化和无害化处理,资源化制备又可以将剩余污泥转化为具有丰富孔隙结构的生物炭。针
使用绿植围护结构可以有效的减弱建筑外立面的得热,是建筑节能的有效措施。此外,增设绿植可以改善屋面雨水管理,提高室内热舒适性,因此越来越多建筑已经采用屋面绿化或垂直绿化。然而,绿植围护结构在实际应用中同样存在养护成本以及植物本身生长特性不同等问题。为研究不同绿植的传热特性以及绿植应用于实际工程案例中的节能及经济效益,选取校园内十种常见且可用于绿色建筑植物作为研究对象,进行了以下工作:首先,对校园内十
电润湿是一种通过施加外加电场引起固-液界面润湿性改变的现象。近年来,电润湿因其调控的灵活性而被广泛用于微流体控制、医药检测、原油开采和化工清洁等领域,得到国内外研究人员的广泛关注。已有研究表明,通过添加表面活性剂或者对表面进行改性处理可降低电润湿的驱动电压并提高润湿性的变化范围,以此实现对表面润湿特性的有效调控。已有研究多基于“座滴法”(Sessile Drop),研究气相环境中固体表面的液滴润湿