地源熱泵夏季運(yùn)行地溫場變化特性試驗(yàn)研究

孫　婉， 周念清， 黃　堅(jiān)， 王　洋

(1.同濟(jì)大學(xué) 土木工程學(xué)院，上海 200092；2.上海市地礦工程勘察院，上海 200072)

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地源熱泵夏季運(yùn)行地溫場變化特性試驗(yàn)研究

孫婉1，2， 周念清1， 黃堅(jiān)2， 王洋2

(1.同濟(jì)大學(xué) 土木工程學(xué)院，上海 200092；2.上海市地礦工程勘察院，上海 200072)

摘要：以同濟(jì)大學(xué)某實(shí)驗(yàn)室地埋管地源熱泵工程為例，通過對地埋管換熱區(qū)地溫場及地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，分析研究了地源熱泵系統(tǒng)夏季運(yùn)行地溫場的變化特性以及地溫場變化對地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行效率的影響.結(jié)果表明：夏季累計(jì)運(yùn)行44 d，土壤平均升溫幅度為0.64 ℃；不同深度測點(diǎn)溫度變化幅度隨深度增加逐漸減小，120 m深度地溫幾乎無變化；換熱區(qū)土壤地溫恢復(fù)速率為0.14 ℃·100 d-1；隨著換熱區(qū)土壤溫度的升高，地源側(cè)進(jìn)出水溫差降低幅度為0.87 ℃，機(jī)組性能系數(shù)亦隨之降低，系統(tǒng)換熱效率下降.

關(guān)鍵詞：地源熱泵； 地溫場； 機(jī)組性能系數(shù)

換熱區(qū)地溫場的變化對地埋管地源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行效率有著顯著影響，但在地源熱泵的實(shí)際工程應(yīng)用中，對換熱區(qū)土壤溫度場及系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測仍然偏少，這與我國地源熱泵系統(tǒng)的高速推廣發(fā)展情況極不協(xié)調(diào)[1].目前國外很多學(xué)者對地埋管換熱器內(nèi)及換熱器與周圍土壤之間的熱量傳遞進(jìn)行了研究，從而對地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行提供參考，解決了設(shè)計(jì)及運(yùn)行過程中諸多實(shí)際問題[2-4].Li等[5]在長江中下游典型氣候特征的條件下，對地源熱泵長期運(yùn)行，地埋管換熱器管群周圍土壤溫度場分布及變化進(jìn)行了模擬.基于線熱源理論，采用流體力學(xué)軟件FLUENT建立三維模型.結(jié)果表明，長江中下游地區(qū)由于夏季注入到土體中的熱量過多，如果不加以調(diào)節(jié)將造成地埋管換熱器周圍土壤溫度持續(xù)升高，從而使系統(tǒng)工作性能惡化甚至最終使系統(tǒng)完全癱瘓.王鵬英[6]以上海地區(qū)地埋管熱泵系統(tǒng)為例，對放熱量為83.05 W·m-1、取熱量為62.49 W·m-1的地源熱泵工程進(jìn)行模擬.結(jié)果表明，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，土層溫升比較明顯，特別是第1年和第2年.根據(jù)計(jì)算，5年土層總溫升約2.77 ℃，5年后的增溫速率為0.41 ℃·年-1.張磊等[7]通過建立地源熱泵管群傳熱模型，對全年供冷量大于、小于及等于供熱量3種情況，在先夏季供冷后冬季供熱與先冬季供熱后夏季供冷運(yùn)行模式下地溫場的變化及其對系統(tǒng)運(yùn)行效率的影響分別進(jìn)行研究.結(jié)果表明：全年供冷量大于供熱量時(shí)，至10年運(yùn)行結(jié)束，前者中心埋管處溫升低于后者，差值約為1.5 ℃；管群外圍距中心埋管15 m處溫度值，前者高于后者，差值約為0.6 ℃.尚妍等[8]對地源熱泵機(jī)組進(jìn)行間歇運(yùn)行試驗(yàn)，得到地源熱泵機(jī)組在制熱運(yùn)行模式下采取間歇運(yùn)行策略能改善土壤溫升的現(xiàn)象，從而提高熱泵性能系數(shù).總之，目前國內(nèi)外相關(guān)研究大部分集中在基于實(shí)際工程的理論分析和數(shù)值模擬，并借助工程應(yīng)用軟件進(jìn)行模擬分析，得到了一些研究成果，但是普遍缺少對實(shí)際工程項(xiàng)目的長期監(jiān)測數(shù)據(jù)及對模擬試驗(yàn)研究的驗(yàn)證，使得研究成果的應(yīng)用推廣受到了一定的限制.

在我國長江中下游地區(qū)夏季的制冷需求要大于冬季的供熱需求，夏季持續(xù)制冷使換熱區(qū)土壤溫度快速升高，從而影響系統(tǒng)運(yùn)行效率.因此，掌握和了解地埋管地源熱泵系統(tǒng)夏季運(yùn)行換熱區(qū)土壤溫度場的特征是進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵.本文以同濟(jì)大學(xué)某實(shí)驗(yàn)室地埋管地源熱泵工程為例，對系統(tǒng)夏季運(yùn)行地溫場及地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了實(shí)際監(jiān)測，對地埋管地源熱泵系統(tǒng)夏季運(yùn)行地溫場特性及地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行效率進(jìn)行了試驗(yàn)研究，給上海地區(qū)地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及運(yùn)營管理提供指導(dǎo).

1　試驗(yàn)場概況

1.1工程概況

試驗(yàn)場建筑類型為辦公建筑，共2層，建筑面積476.4 m2，空調(diào)計(jì)算冷負(fù)荷為71.46 kW，熱負(fù)荷為50.02 kW.采用豎直地埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)形式，地下共設(shè)置21個(gè)單U換熱孔，孔距4 m，共分5個(gè)環(huán)路：換熱孔K1單獨(dú)為一個(gè)環(huán)路，孔深120 m；K2～K6為一個(gè)環(huán)路，孔深120 m；K7～K11為一個(gè)環(huán)路，孔深100 m；K12～K16為一個(gè)環(huán)路，孔深60 m；K17～K21為一個(gè)環(huán)路，孔深60 m.換熱孔布置見圖1.室內(nèi)采用雙風(fēng)機(jī)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng).

圖1　地埋管及地溫監(jiān)測孔平面布置圖(單位：mm)

1.2地質(zhì)條件

場區(qū)位于上海第四系濱海平原古河道沉積區(qū)，120 m以淺土層主要由飽和黏性土、粉土等組成，地層具有成層分布特點(diǎn)，地層結(jié)構(gòu)及特性見表1.

表1　地層特征

場區(qū)地下水可分為潛水和承壓水.潛水巖性以砂質(zhì)粉土為主，水位埋深0.50～1.50 m，主要接受大氣降水補(bǔ)給，水位呈季節(jié)性周期變化.場區(qū)120 m以淺深度內(nèi)主要分布有第二承壓含水層，頂板埋深80.0 m，底板埋深102.5 m，厚度22.5 m.對試驗(yàn)場區(qū)第二承壓含水層水位動(dòng)態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，得到研究區(qū)域平均地下水力坡度為0.004 5，地下水流速細(xì)砂為1.35×10-7m·s-1，粉砂為 4.5×10-8m·s-1，粗砂為1.8×10-6m·s-1，12月—次年1月為高水位期，8—9月為低水位期.

場區(qū)土層的綜合導(dǎo)熱系數(shù)為1.6 W·(m·K)-1，80 m以淺土層，主要以黏土、淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土為主，導(dǎo)熱性較差，一般在1.8 W·(m·K)-1以下；80.0～102.5 m深度土層，主要以粉砂、細(xì)砂及粗砂為主，導(dǎo)熱性好，一般在2.1～2.8 W·(m·K)-1之間；108.5 m以深土層，主要以粉質(zhì)黏土及黏土為主，導(dǎo)熱性降低.

2　監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置

2.1監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)

共設(shè)置5個(gè)地溫監(jiān)測孔，48個(gè)監(jiān)測點(diǎn).其中，1～4號監(jiān)測孔深度為120 m，位于換熱區(qū)外圍區(qū)域，對溫度影響半徑進(jìn)行監(jiān)測；5號監(jiān)測孔深度為100 m，位于換熱區(qū)中心區(qū)域，對換熱區(qū)內(nèi)部溫度變化進(jìn)行監(jiān)測.監(jiān)測孔布設(shè)見圖1.測溫點(diǎn)的數(shù)量和深度根據(jù)地層情況確定，基本按照每一主要土層不少于一個(gè)測溫點(diǎn)的原則進(jìn)行布設(shè)，布設(shè)深度分別為2.5、10、23、41、55、70、82、102及120 m.其次還對地埋管系統(tǒng)總的進(jìn)出水溫度、流量及冷凍水回路的進(jìn)出水溫度、流量、機(jī)組耗電量進(jìn)行了監(jiān)測.

2.2監(jiān)測設(shè)備

溫度監(jiān)測采用SLET1000-3數(shù)字式溫度傳感器，測量精度為±0.2 ℃.流量監(jiān)測采用LWGY系列渦輪流量計(jì)，測量精度為1.0%.監(jiān)測數(shù)據(jù)采用自動(dòng)化采集、傳輸和存儲(chǔ).

3　地溫監(jiān)測結(jié)果分析

3.1地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行情況

試驗(yàn)場地溫監(jiān)測自2012年開始，其中2012年1月—2013年6月地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)未使用.地源熱泵系統(tǒng)于2013年7月10日—9月26日對建筑物進(jìn)行供冷，分為3個(gè)運(yùn)行段，分別為7月10日—7月30日、8月8日—8月17日、9月14日—9月26日，累計(jì)供冷44 d，1 056 h.之后空調(diào)系統(tǒng)停用，地溫進(jìn)入恢復(fù)階段.2013年7、8及9月份，空調(diào)運(yùn)行期間月平均氣象溫度分別為27.2、27.3及21.1 ℃.

3.2地溫隨時(shí)間變化特征分析

各監(jiān)測孔不同深度監(jiān)測點(diǎn)2012年1月—2015年7月的溫度變化曲線見圖2a～e.各監(jiān)測孔溫度變化趨勢總體相同，2012年1月—2013年6月，由于地源熱泵系統(tǒng)未運(yùn)行，因此除2.5 m深度受氣溫影響出現(xiàn)波動(dòng)外，其他深度地溫隨時(shí)間無變化，曲線顯示地層原始溫度.

2013年7月地源熱泵系統(tǒng)開始夏季制冷，地溫隨時(shí)間出現(xiàn)波動(dòng)，隨著制冷時(shí)間增加，地埋管換熱器持續(xù)向地下土壤排熱，地溫逐漸升高，2013年10月夏季制冷結(jié)束，地溫達(dá)到最大值.隨后地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)入間歇期，地埋管換熱器停止向地下土壤排熱，隨著堆積在地下土壤中的熱量逐漸擴(kuò)散及遷移，地溫逐步下降，2015年3月地溫基本恢復(fù)到了原始地溫.

從不同監(jiān)測孔來看，除位于距離換熱區(qū)5.6 m處的4號監(jiān)測孔地溫幾乎未出現(xiàn)變化外，位于外圍區(qū)域的1～3號監(jiān)測孔溫度達(dá)到峰值時(shí)間較位于內(nèi)部區(qū)域的5號監(jiān)測孔溫度達(dá)到峰值時(shí)間滯后，外圍區(qū)域監(jiān)測孔溫度峰值出現(xiàn)在2013年11月，內(nèi)部區(qū)域監(jiān)測孔溫度峰值出現(xiàn)在2013年10月.

3.3地溫垂向變化特征分析

各監(jiān)測孔月平均地溫隨深度變化曲線見圖3a～e.2.5 m深度地溫主要受環(huán)境氣候溫度影響，7、8月隨著氣溫升高溫度逐漸增高，并且地溫變化略滯后于環(huán)境溫度變化，9、10月氣溫降低，地溫增高幅度減緩.

a 1號監(jiān)測孔

b 2號監(jiān)測孔

c 3號監(jiān)測孔

d 4號監(jiān)測孔

e 5號監(jiān)測孔

圖2各監(jiān)測孔各測點(diǎn)的溫度變化曲線(2012年1月—2015年7月)

Fig.2Temperature variation curve at each monitoring hole (January 2012—July 2015)

1～4號監(jiān)測孔位于埋管區(qū)外圍區(qū)域，距離換熱孔較遠(yuǎn)，因此各深度測點(diǎn)溫度變化幅度較小，其中距離換熱孔最遠(yuǎn)的4號監(jiān)測孔地溫?zé)o變化.從具體監(jiān)測結(jié)果看，位于埋管區(qū)外圍區(qū)域監(jiān)測孔10、23、41、55及70 m深度地溫變化幅度較大，82、102及120 m深度地溫幾乎無變化.5號監(jiān)測孔位于埋管區(qū)內(nèi)部區(qū)域，各深度測點(diǎn)溫度變化幅度較大.從具體的監(jiān)測結(jié)果看，10、23、41、55、70、82、102、120 m深度地溫變化幅度隨深度增加逐漸減小，120 m深度地溫幾乎無變化.這表明，地溫變化幅度與土層原始溫度有關(guān)，深度越深原始地溫越高，原始地溫與換熱孔溫差越小，因此地溫變化幅度越小.

5號監(jiān)測孔與1～3號監(jiān)測孔相比，5號監(jiān)測孔82 m及102 m深度地溫變化幅度大于1～3號監(jiān)測孔，這是由于這段深度土層位于場區(qū)第二承壓含水層，受地下水徑流傳熱影響，熱量向下游運(yùn)移，對下游區(qū)域地層溫度造成影響，5號監(jiān)測孔位于部分換熱孔的下游區(qū)域，因此82 m及102 m深度地溫變化幅度較1～3號監(jiān)測孔大.

a 1號監(jiān)測孔

b 2號監(jiān)測孔

c 3號監(jiān)測孔

d 4號監(jiān)測孔

e 5號監(jiān)測孔

圖3各監(jiān)測孔月平均地溫隨深度變化曲線

Fig.3Average temperature variation with depth at each monitoring hole

3.4地溫徑向變化特征分析

為了解換熱孔換熱量向周圍擴(kuò)散情況，對位于換熱區(qū)外圍區(qū)域的1～4號監(jiān)測孔地層月平均溫度沿鉆孔徑向的變化曲線進(jìn)行整理分析，如圖4所示.

圖4　地溫沿鉆孔徑向變化曲線

由地溫沿鉆孔徑向變化曲線可以看出，換熱區(qū)周圍地溫在徑向上呈現(xiàn)波狀衰減的變化趨勢，受空調(diào)制冷影響，距離換熱孔1 m處地溫升溫幅度最大，隨著與換熱孔距離的增大，溫度升溫幅度逐步減小.根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，距離換熱孔2 m及3 m范圍內(nèi)的地溫波動(dòng)明顯，距離換熱孔5.6 m處地溫幾乎無波動(dòng)，與原始地溫基本一致，因此可以得出本試驗(yàn)場地埋管換熱對地溫的影響半徑在3.0～5.6 m之間.

3.5地溫變化幅度及恢復(fù)情況分析

對相同深度測點(diǎn)溫度取平均值，得出2013年夏季累計(jì)運(yùn)行44 d后各深度地層溫度升溫幅度，見表2.經(jīng)過夏季44 d運(yùn)行后，地層平均升溫0.64 ℃，其中10～102 m升溫幅度較大，在0.43～0.83 ℃之間，120 m深度升溫幅度最小，僅為0.17 ℃.

對各監(jiān)測孔內(nèi)測點(diǎn)溫度取平均值，得出2013年夏季累計(jì)運(yùn)行44 d后各孔溫度升溫幅度，見表3.由監(jiān)測結(jié)果可見，經(jīng)過夏季44 d運(yùn)行后，位于埋管區(qū)外圍的1～4號監(jiān)測孔升溫幅度較位于埋管區(qū)內(nèi)部的5號監(jiān)測孔升溫幅度小.前者升溫幅度在0.03～0.42 ℃之間，后者升溫幅度為0.77 ℃.同時(shí)，位于埋管區(qū)外圍的監(jiān)測孔升溫幅度隨監(jiān)測孔離埋管區(qū)距離的增大而減小，4號孔離埋管區(qū)距離最大為5.6 m，因此地源熱泵夏季運(yùn)行44 d對4號孔處地溫影響幾乎為零.

表2各深度地層平均溫度及地溫升溫幅度

Tab.2Average temperature and temperature rise range of each deep strata

深度/m原始地溫/℃2013年夏季累計(jì)運(yùn)行44d后各深度土層平均溫度/℃升溫幅度/℃1018.2718.970.702318.3919.220.834118.6319.450.825519.0619.790.737019.4520.190.748219.8120.530.7110220.3220.750.4312020.8421.020.17平均19.3519.990.64

表3各監(jiān)測孔平均溫度及地溫升溫幅度

Tab.3Average temperature and temperature rise range at each monitoring hole

孔號原始地溫/℃2013年夏季累計(jì)運(yùn)行44d后各孔平均溫度/℃升溫幅度/℃119.5319.950.42219.3919.770.38319.5319.650.12419.3219.350.03519.1419.920.77

對2013年夏季運(yùn)行44 d后地溫恢復(fù)情況進(jìn)行分析，由監(jiān)測結(jié)果可見，2013年夏季運(yùn)行44 d后，土壤溫度恢復(fù)緩慢，經(jīng)過304 d間歇期，各監(jiān)測孔均未恢復(fù)到原始地溫.對土壤溫度恢復(fù)速率進(jìn)行計(jì)算，取土壤恢復(fù)304 d后溫度與原始溫度差值除以恢復(fù)時(shí)間再乘以100 d，得出埋管區(qū)10～80 m黏土層地溫恢復(fù)速率約為0.12 ℃·(100 d)-1，80～102 m含水砂層地溫恢復(fù)速率約為0.16 ℃·(100 d)-1，土壤地溫平均恢復(fù)速率為0.14 ℃·(100 d)-1.可見，含水砂層地溫恢復(fù)速率較黏土層大，這是由于受地下滲流影響，堆積的熱量隨地下水發(fā)生了運(yùn)移所致，地下水滲流有利于土壤熱量擴(kuò)散.

4　地源熱泵運(yùn)行情況與地溫變化關(guān)系分析

地埋管地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行導(dǎo)致?lián)Q熱區(qū)土壤溫度大幅變化，夏季持續(xù)運(yùn)行將造成地源側(cè)回水溫度不能滿足熱泵機(jī)組要求，從而對熱泵機(jī)組的性能造成影響，使系統(tǒng)運(yùn)行效率降低.因此，對熱泵機(jī)組性能系數(shù)(COP)、地源側(cè)進(jìn)出水溫差與換熱區(qū)土壤溫度關(guān)系進(jìn)行準(zhǔn)確分析，可為實(shí)際運(yùn)行提供參考依據(jù)，從而采取適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)措施，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率.

圖5為熱泵機(jī)組性能系數(shù)(COP)、地源側(cè)進(jìn)出水溫差與換熱區(qū)土壤溫度關(guān)系.可以看出，夏季7、8、9月份隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，熱泵系統(tǒng)通過地埋管換熱器持續(xù)向地下土壤排熱，換熱區(qū)土壤溫度隨之逐漸升高，地溫平均升高幅度為0.64 ℃.隨著換熱區(qū)土壤溫度的升高，地源側(cè)進(jìn)出水溫差逐漸降低，降低幅度為0.87 ℃.機(jī)組COP亦隨之降低，由7月份的4.32降低到4.11，系統(tǒng)換熱效率下降.

圖5　熱泵機(jī)組性能系數(shù)、進(jìn)出水溫差與地溫關(guān)系

Fig.5Relationship between performance coefficient of heat pump unit, water temperature difference and ground temperature

這是因?yàn)殡S著地源熱泵的持續(xù)運(yùn)行，與地層換熱，地下土壤溫度升高，與管內(nèi)流體溫差減小，導(dǎo)致單位井深換熱功率下降，從而使得熱泵機(jī)組的性能系數(shù)隨之下降.

5　結(jié)論

(1) 地埋管地源熱泵系統(tǒng)夏季運(yùn)行，換熱區(qū)土壤溫度隨之升高，系統(tǒng)累計(jì)運(yùn)行44 d，土壤平均升溫幅度為0.64 ℃.

(2) 不同深度測點(diǎn)溫度變化幅度隨深度增加逐漸減小，120 m深度地溫幾乎無變化.這表明：地溫變化幅度與土層原始溫度有關(guān)，深度越深原始地溫越高，原始地溫與換熱孔溫差越小，因此地溫變化幅度越小.地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)在換熱器埋深深度計(jì)算選取階段應(yīng)充分考慮地層原始溫度對地埋管換熱器換熱效率的影響，換熱器換熱效率隨著深度增加有衰減趨勢，盲目增加換熱器的埋深將造成系統(tǒng)初投資及后期運(yùn)行費(fèi)用的增加.

(3) 換熱區(qū)周圍土壤溫度在徑向上呈現(xiàn)波狀衰減的變化趨勢，隨著與換熱孔距離的增大，溫度升溫幅度逐步減小.試驗(yàn)場地埋管換熱對地溫的影響半徑在3.0～5.6 m之間.上海人口密集、建筑密度大、地下空間開發(fā)利用程度高，一些重要的地下工程，如地鐵等，以及建筑密集區(qū)域，地源熱泵工程的建設(shè)及運(yùn)行方式都應(yīng)進(jìn)行規(guī)范，那么了解和掌握地源熱泵系統(tǒng)長期運(yùn)行的熱影響半徑和熱影響程度對工程設(shè)計(jì)及系統(tǒng)運(yùn)行都至關(guān)重要.

(4) 對土壤溫度恢復(fù)速率進(jìn)行計(jì)算，取土壤恢復(fù)304 d后溫度與原始溫度差值除以恢復(fù)時(shí)間再乘以100 d，土壤地溫平均恢復(fù)速率為0.14 ℃·(100 d)-1，并且受地下水滲流影響，含水砂層地溫恢復(fù)速率較黏土層大.地下水的滲流有利于土壤熱量擴(kuò)散，從而有利于地下埋管換熱器的換熱，因此實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，地下水滲流對地埋管地源熱泵系統(tǒng)換熱性能的影響不可忽略.

(5) 地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行，隨著換熱區(qū)土壤溫度的升高，地源側(cè)進(jìn)出水溫差逐漸降低，降低幅度為0.87 ℃.機(jī)組性能系數(shù)(COP)亦隨之降低，由7月份的4.32降低到4.11，系統(tǒng)換熱效率下降.上海地區(qū)地下土壤多以黏性土為主，土層導(dǎo)熱性較差，并且夏季制冷需求高，容易出現(xiàn)地溫大幅上升的熱堆積情況.因此，上海地區(qū)地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用應(yīng)考慮地源熱泵系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行地溫升高對系統(tǒng)運(yùn)行效率的影響，在日運(yùn)行高峰及月運(yùn)行高峰時(shí)段采取時(shí)段歇運(yùn)行、分區(qū)運(yùn)行等措施進(jìn)行削峰，以保證地源熱泵系統(tǒng)高效運(yùn)行.

參考文獻(xiàn):

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收稿日期：2015-08-31

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金(41272249);教育部高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金(20110072110020)

通訊作者：周念清(1964—)，男，教授，博士生導(dǎo)師，工學(xué)博士，主要研究方向?yàn)榈叵滤當(dāng)?shù)值模擬與水環(huán)境評價(jià).

中圖分類號：TU831.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Experimental Study on Ground Temperature Change Characteristics of Ground-source Heat-pump System Running in Summer

SUN Wan1,2， ZHOU Nianqing1， HUANG Jian2，WANG Yang2

(1. College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China；2. Shanghai Institute of Geological Engineering Exploration, Shanghai 200072, China)

Abstract：Ground temperature and systematic parameters of running ground-source heat-pump system were collected from a laboratory in Tongji University, and the change laws of the parameters were analyzed to evaluate its effect on the system. The following conclusion can be drawn: the ground temperature rises 0.64 ℃ in 44 d, the range of temperature variation decreases with depths, and the temperature will be a relative constant when depth is deeper than 120 m. The ground temperature recovery rate is 0.14 ℃·100 d-1, and with the increasing of soil temperature, the temperature gap of inlet and outlet water will decrease 0.87 ℃ and the system performance rate and heat transfer efficiency will decline.

Key words：ground-source heat-pump; ground temperature; coefficient of performance

第一作者： 孫婉(1982—)，女，高級工程師，博士生，主要研究方向?yàn)闇\層地?zé)崮?E-mail：sunwan820224@126.com

E-mail:nq.zhou@#edu.cn