在夏季的地源热泵的运行试验，在操作期间在水平地下管道的性能参数，天气因素围绕测试部位和在温度变化和土壤的湿度在实时监测传热过程并讨论地下源。泵井换热器在热泵运行过程中的换热性能和周围土壤温湿度场的变化。果表明，地热热泵的间隙的操作是用于温度场sol.Avec增加的停机时间的回收是有利的，埋在管和水平之间的热交换能力周围土壤明显改善。著，在埋藏深度的减少，土壤温度更受气候变化：围绕水平埋入管在土壤温度变化的距离从管道减小埋藏，其影响半径约为1.0米。易对周围的水平暗管土壤水分领域的影响并不明显，反而造成大气降雨地表水入渗对领域的分布显著影响土壤湿度。键词：地热热泵，热交换器以加热水平钻井，性能的热交换，温度和土壤湿度，水分迁移图分类号：TU413文献：A文章编号：16744764（2016 ）04004607近年来，地热热泵（地源热泵，地热称为气体）已被广泛，因为它的可重复使用浅层地热的利用和开发在建筑行业，其高效，节能和环保。
　　地热热泵的技术的普及，一系列的问题就出现了在设计和操作过程，如土壤参数[12]的热特性的不确定性，累积“冷热的“土壤[34]和地下水渗入土壤。[56]等中的传热效应与埋地管周围的土壤温度和湿度场密切相关。益Zeng等人[7]分析并在稳定状态下所讨论的传热模型埋在半无限介质中的垂直管和得到解析解; Nawei等人[8]建立了一个卧式地下换热器。模型分析土壤的热导率对温度场从掩埋埋设管和土壤environnant.Hu脂膏和其它[9]中使用的有限元软件ANSYS的分布和传热的影响模拟冬季垂直埋管周围土壤温度场的分布。业峰等[10]通过实验研究了土壤热泵周围土壤温度场的变化;李晓燕等[11]建立了非常寒冷地区水平井下换热器周围土壤不稳定温度场的物理和数学模型。算和实验验证。面显示的搜索结果，虽然周围的埋地管道土壤温度场已经取得了一些成果，由于炎热和潮湿的迁移在地面上的复杂性[1214]，研究埋藏管周围的土壤湿度很少报道。实上，一个地源热泵的运行过程中的热交换器和土工土壤层之间的热交换是热传递和质量耦合湿热[15]的一个复杂的过程：在改变周围的地面土壤的温度场有利于土壤水分的迁移和使土壤湿度的场的变化，但是，从地面水分场变化引起的参数变化，如热导率土壤，影响土壤的传热，最终影响土壤温度的变化。此，有必要对埋地管周围的土壤温湿度场进行系统的实验研究。以前的研究中，人们只对埋藏管道和周围土壤之间的热交换对土壤温度和湿度场的影响感兴趣[811，1617]。而，冷库安装在技术实践中，由于深度较浅（表面下1~3m），水平埋管很浅，总是在大气影响层的范围内，地表水渗透和大气温度，太阳辐射，蒸发和其他天气条件将对水平埋地管周围的土壤温度和湿度场产生重大影响。西属亚热带季风气候，温暖​​多雨，有雨热同季，所以它的研究温度的变化规律具有重大的现实意义该区域水平换热器周围的土壤和水分场。理论价值。这篇文章中，通过泵试验系统，地热技术的热桂林理工大学，经过夏季的试运行，传热性能参数水平在系统运行过程中埋地管道地源热泵，天气因素左右的测试场地，并在变化等的实时热交换过程监控过程中的温度和土壤湿度，使用测试结果进行了深入研究地源热泵运行过程中水平井换热器的换热性能及周围土壤温度和湿度场的变化，并应用和推广地热泵技术在广西。供理论依据和技术支持。1所示的实验水平埋地热泵试验系统用于夏季制冷功能和冬季制热[18];水热泵机组HYSS090RAJF;埋入管的热交换系统采用掩埋水平管，其被布置：4个SK14风扇线圈在该系统中的水的温度式空调单元被对称地布置在实验室的端部用于在主管的两侧（见图1）和总共四组热交换器上键入“链”。的间距为4.0米，每个组是水平双管单层用1.0μm的间距和2.5 M的并行序列的掩埋深度的组和所述管之间使用选择高密度聚乙烯（HDPE）（内径= 25mm）。），通过管道中的水循环与周围地面交换热量，每个部分采用单个环路。择埋入式水平管C3作为监测对象，温度和湿度传感器分别在水平和垂直方向上以不同距离埋入地下，如图2所示;土壤的温度是一种类型的电阻温度计PT100铂的并自动测量系统JMZR2000T多点温度的测试系统，可以执行16个信道的多点温度的自动采集：土壤湿度，采用该系统Mini Trase水分测量系统和TDR探针可以快速测量土壤的体积含水量，实现自动收集和储存。时，PC4便携式太阳能气象站自动收集各种天气信息，如高温和湿度，风向，风速，太阳辐射，降水和场地周围的蒸发。了研究水平钻孔热交换器的热交换性能，作者已经安装了一个密封的DS18B20温度传感器和在水平进水口的智能电磁流量计DN250并返回交换系统埋入的水平热量以及管道C3的进入和返回。时监控管道中循环水的温度和流量。般来说，地源热泵的操作被分为两种类型：夏季冷却和加热hivernal.Pour空间的限制，本文仅选择用于实验研究的夏季冷藏条件（试验时间是20130914-1007）。写字楼，商场和医院病人建筑物的空调的实际运行情况，本文模拟了三种操作模式（I，II和III）上述三种类型的空中作战每种模式都是连续的。试图7D中，一个时间间隔后另一种操作模式测试中，特定操作模式如下：运行模式I（间隙模式A，模式模拟办公楼）：用于操作的开始8个小时，停止16小时，交通判断比为1：2，也就是说，该机器每天在9:00开始，热泵8小时和s连续地操作在17:00停止;）运行模式II（运行模式间隙，模拟中心的运行模式）：启动为12小时，停止为12小时。捕运转率是1：1，也就是说，机器开始，每天上午9:00时，热泵连续运行12小时，并在21:00）工作模式III（连续运行模式模拟医院建筑的运行模式）：地热热泵连续运行7天。
　　（168小时）。试验期间，监测土壤条件参数（温度，湿度）和周围气象因素（降水，蒸发，大气温度，相对湿度，净太阳辐射，风速值）。时。平管3的交换的测试结果和分析性能分析显示监控加热系统和水和导管C3的温度和流入在三种操作模式的结果夏季运行试验。以看出的是：1）当水循环水的入口和出口的温度波动zigzagique方式由于开闭控制热泵单元的，变化的倾向温度相对均匀，并保持热交换器和管式热交换器C3的温度。数差，平均值示于表1。）将水的流动在热交换系统和C3-管式换热器是循环的操作，将其平均值期间基本上不变所示如表1所示。
　　据[18]的方法，根据图3的监测结果计算出热交换系统和C3管的平均热交换容量（见表）。1）。1显示，随着停机时间的减少，水平埋管和周围土壤的热交换能力逐渐降低，三种运行模式的停机时间分别为16，12 0小时因此，它们依次对应于0.98，0.96和0.57 kW，而运行模式I和II中的热交换量差别不大，而交换量在运行模式III中大大减少了。析上述结果的主要原因是，在热泵运行期间，埋管式热交换器通过水的循环连续地将热量移入土壤中。

　　管内，同时吸收土壤中的冷量。壤中的热量逐渐增加，导致土壤温度逐渐升高。系统停止时，在地面附近的热交换器中的热扩散到远端土壤，降低土壤温度接近壁和恢复到一定程度的土壤温度的管附近U.停机时间越长，土壤温度完全恢复的越多，土壤和流经管道的水之间的热交换效率高，而土壤温度不会增加。以有效地恢复，土壤温度逐渐升高，土壤与循环水之间的热交换效率降低。果，系统各部分的平均热交换逐渐减少。似地，上面的规则，可以有效地被C3管的管壁的温度的监视结果反射（如图4）在热泵的操作中，管C3的壁温随着运行时间的增加而逐渐增加。度逐渐降低，有回到初始温度的趋势;壁的恢复程度与停机时间有关，热泵在长停机模式下运行，壁温可以完全恢复。图4中，操作模式I具有停止和走的比为1：2和管的壁附近的土壤的热能够有效地与远程地，这使扩散的热量停机后16小时内的壁温。复到初始值，工作模式II具有停止 - 走的比为1：1和管壁的土壤温度可在12小时的停机时间之后被恢复到一定程度，但它与初始值相比仍有0.5至0.9°C的差异;在运行方式Ⅲ中，由于连续运行，土壤温度未得到适当恢复，壁温增加，极大地影响了水平埋管之间的换热效率。周围的土壤。约在浅层土壤温度和湿度场现场变化的天气条件分析尤其受到气象数据的天气，实时监控各地的网站是一个非常重要的任务。5显示了测试期间站点周围的天气监测。据的统计结果。可以看出，在此期间20130901-1012，出现了两个进程清单沉淀在测试位点，即图4和9月6日（15.4毫米降雨）和9月26日（9.8毫米雨量）。
　　这两个时期的每日蒸发等于0的沉淀在两个relative.Au沉淀期间的大气温度和湿度显著效果，大气温度具有相对明确的冷却过程和范围冷却是9-12。此相反，用大约℃，相对湿度是相对清晰自下而上的过程：太阳辐射和风速的净值经历分别与大气温度和相对湿度，类似的变化。表明该站点周围的天气测试结果是合理的，并且天气因素是相关的。例如天气数据9月14日至20（模式I），大气温度，太阳辐射和风速在同一时期，以图4（b）和4（c）是逐渐增加，而大气的相对湿度，但是，逐渐地减小，从而导致在图4中蒸发的量的逐渐增加的（a），其是具有变化规律兼容通过[19]的理论公式揭示蒸发。析地面周围温度和湿度的变化图6显示了夏季试验期间C3管道周围土壤温度场的分布：1）夏季试验期间，循环水通过埋管与土壤进行热交换（吸入和冷却）。热），管道壁附近的地板吸收热量，温度升高，土壤内产生温度场。面下的影响下，从在埋入管附近的地热开始传播到其远端，使得所述远端土壤温度也升高到不同程度。2）2.5米表面之下仍处于大气影响和天气变化的区域中也有显著影响，使地面位于深吸收通过操作期间水平埋设管排出热热泵。
　　方面还吸收太阳辐射热从表面上，使得通过组合上面的两个得到的土壤温度在这个范围内的高度，但是两个不同的点的效果是不同的，并的太阳辐射热量从该表面延伸到地下楼层，因此，在同一深度在相同的温度增加，并且由热泵将发射随着距离的增加积聚的热量土壤中，温度增量逐渐降低：在图6（a）中，L1和L3主要受热泵和所述太阳辐射热量也运行期间由水平埋设管产生的热量具有一定的影响而增加L4和L5温度的主要因素是表面。阳辐射吸收的热量（温度变化△T为0.4°C）; 3）增加埋设管附近的土壤的温度与从埋设管的距离，以及土壤的壁附近的温度增加的越多，由于随着距离的增加，的幅度温升降低：在相同深度（H = 2.5 m），监测点L1，L3，L4，L5和C3的距离分别为0.6，10，2.0和3.0 m 。验结束后，1.0，0.5，0.4和0.4℃，这允许推断出的热影响半径C3水平埋入管是用于土壤温度升高约1.0米; 4）在垂直方向上，以减少埋藏的深度，土壤温度更受气候变化（L8和L9，例如，图6的（b）），尽管水平埋设管芯在热泵运行过程中土壤中的热量，但由于它与表面的距离。1.0米，两种土壤都受到外界大气的影响。得注意的是，它显示出逐渐降低温度的趋势。（L：所述传感器和C3之间的距离; H：所述传感器和地面之间的距离）。7示出了周围的C3试管湿气田土壤的夏季期间的分布可以看出：1地热热泵在夏季运行。测点L1和L2靠近埋藏水平管C3的土壤湿度场没有明显变化;它遵循的是，虽然从增加的土壤温度掩埋热交换器结果的热量，产生土壤温度场产生使得热迁移和温度梯度土壤水分，但由于水迁移率低，以前的热交换分析显示水平C3埋地管道正在向地面移动。于排出的热量很小，热交换对土壤湿度场的影响不显着。2）表面的水的浸润也具有对土壤水分场的分布的一些影响：如图L3 L9监测点突然受到沉淀的浸润（参见图5（a））。着渗透过程的发展，增加现象使土壤水分曲线回到逐渐迁移路径，表明水平埋管由于深度浅而受大气因素的影响。地管。论）的地源热泵的间歇运转是用于地面温度场的恢复是有益的，从而提高了热交换器的水平钻孔和周围的土壤之间的热交换的效率。夏季运行测试三种不同的模式下工作的结果表明，具有增加的停机时间的地源热泵系统中，水平埋设管和周围的土壤之间的热交换容量是大大改善了。于深度较浅，水平埋管对周围土壤温度场的分布有显着影响。垂直方向，随着垃圾填埋量的减少，土壤温度受气候变化的影响更大;绕水平暗管土壤中的温度变化范围与enterré.La土壤温度管的管壁附近的距离改变plus.Avec增大距离，温度的变化夏季试验结果表明，水平埋管的热辐射半径为1.0。m或更多。入式水平管和地板交换的热量较少，水分迁移速度较慢。此，热交换对土壤水分场的影响不显着。配具有重大影响。
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