基于comsol的土壤源熱泵配合蓄水池多物理場耦合分析
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土壤源熱泵(Ground-Coupled Heat Pump,簡稱OCHP)是隨全球能源危機和環境 問題出現逐漸興起的一門節能環保技術。土壤源熱泵是以地表能為熱源(熱匯),通過 輸入少量的高品位能源(如電能),實現低品位熱能向高品位熱能轉移的熱泵空調系 土壤源熱泵冬季供暖時,把地表中的熱量“取”出來,供給室內采暖,同時向地下蓄存冷量,以備夏用;夏季制冷時,把室內熱量取出來,釋放到地表中,向地下蓄存熱 量,以各冬用,因此說土壤源熱泵是可再生能源利用技術。土壤源熱泵系統只取熱不取 水,沒有地下水位下降和地面沉降問題,不存在腐蝕和開鑿回灌井問題,也不存在對大 氣排熱、排冷的熱污染和排煙、排塵、排水等污染,是真正的綠色能源(Green Energy)利用。因此開展土壤源熱泵的研究具有較高的理論意義、實用價值和社會及環 保效益。
土壤源熱泵 不僅是節能技術,而且是清潔能源和新能源的利用。因此,土壤源熱泵的應用與發展正 好適應了“綠色建筑”的發展,二者相得益彰的結合符合以綠色為主題的“能源、環境熱器的設計發展”的背景。 土壤源熱泵技術在歐洲和北美已有幾十年的發展歷史,技術已相當成熟,針對土壤 源熱泵機組、地熱換熱器的設計和安裝制訂了一整套的標準、規范:該項技術成為一種 廣泛采用的供熱空調方式,并以每年10%的速度增長。可以預計,該項技術將會成為21 世紀建筑環境供暖和空調的最有效技術,并可實現真正意義上的環境保護和資源的再利 北方工業大學碩士學位論文用。然而我國土壤源熱泵的研究起步不久,由于不同地區、不同地方的土壤類型、巖土 含水率、原始地溫、日照強度等條件不盡相同,基礎資料缺乏,要推廣這一“綠色空調 技術”,還需要進行大量的研究,不斷積累基礎資料和完善理論計算模型,為設計提供 可靠的參考依據。


本案例對埋地管進行改進,采用一個蓄水池配合熱管,可以進行熱量存儲和管理。熱管與周圍土壤的滲流進行熱交換,利用土壤地溫對室內進行溫度調控。
陣列交換熱管

蓄水池區域

隔離金屬板,換熱管裝配在金屬板表面上。

土壤滲流區域
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