[发明专利]中深层地埋管热泵供暖系统设计方法及装置

权利要求书

1.中深层地埋管热泵供暖系统设计方法，其特征在于，所述的方法包括：

采集建筑围护结构参数的建筑供暖负荷步骤；

采集岩土热物性参数的岩土热物性参数步骤；

根据采集的建筑围护结构参数和岩土热物性参数输出换热结果的中深层地埋管换热步骤；

用于根据中深层地埋管换热步骤的输出结果确定热泵供暖系统的步骤；

所述的中深层地埋管换热步骤具体为：

通过换热模型处理所述的建筑围护结构参数和所述的岩土热物性参数；

所述的换热模型包括：

实际每层岩土体导热的能量平衡方程、实际外环腔流体的能量平衡方程、实际内管流体的能量平衡方程、实际任意深度的地层中的初始地温的初始温度表达方程、外部环腔流体方程的边界体条件和内管流体能量方程的边界体条件。

2.根据权利要求1所述的中深层地埋管热泵供暖系统设计方法，其特征在于，所述的方法还包括：

采集地源侧进出口水温变化的水温采集步骤；

采集岩土体温度变化的温度采集步骤；

根据采集的地源侧进出口水温变化和岩土体温度变化，判断是否满足标准体系、热平衡和设计工况要求的判断步骤；

在所述的判断模块输出的判断结果为不满足时，调整系统中参数的调整步骤。

3.根据权利要求1所述的中深层地埋管热泵供暖系统设计方法，其特征在于，所述的任意深度的地层中的初始地温的初始温度表达方程为：

其中，t_(z)表示任意深度地层初始温度，t_a表示地表温度，单位为℃，q_g表示大地热流，单位为W/m²，h_a表示空气与地表的对流换热系数，单位为W/(m²·K)，k_j表示岩土体传热系数，H_j表示第j层地层底部的坐标，k_m表示岩土体传热系数，单位为W/(m²·K)，z表示岩土体任意深度。

4.根据权利要求1所述的中深层地埋管热泵供暖系统设计方法，其特征在于，所述的外部环腔流体方程的边界体条件为：

Z＝0，

其中，Q表示固定取热功率，单位为kW，C＝Mc表示循环液的热容流量，单位为kJ/(s·K)，c表示比热容，单位为kJ/(kg·K)，Z表示埋管深度，单位为m。

5.根据权利要求1所述的中深层地埋管热泵供暖系统设计方法，其特征在于，所述的内管流体能量方程的边界体条件为：

t_f1＝t_f2,Z＝H，

其中，H表示埋管深度。

6.中深层地埋管热泵供暖系统设计装置，其特征在于，所述的装置包括：

用于采集建筑围护结构参数的建筑供暖负荷模块；

用于采集岩土热物性参数的岩土热物性参数模块；

用于根据采集的建筑围护结构参数和岩土热物性参数输出换热结果的中深层地埋管换热模块；

用于根据中深层地埋管换热步骤的输出结果确定热泵供暖系统的模块；

所述的中深层地埋管换热模块包括：

用于通过换热模型处理所述的建筑围护结构参数和所述的岩土热物性参数的子模块；

所述的换热模型包括：

实际每层岩土体导热的能量平衡方程、实际外环腔流体的能量平衡方程、实际内管流体的能量平衡方程、实际任意深度的地层中的初始地温的初始温度表达方程、外部环腔流体方程的边界体条件和内管流体能量方程的边界体条件。

7.根据权利要求6所述的中深层地埋管热泵供暖系统设计装置，其特征在于，所述的装置还包括：

用于采集地源侧进出口水温变化的水温采集模块；

用于采集岩土体温度变化的温度采集模块；

用于根据采集的地源侧进出口水温变化和岩土体温度变化，判断是否满足标准体系、热平衡和设计工况要求的判断模块；

用于在所述的判断模块输出的判断结果为不满足时，调整系统中参数的调整模块。