上海某垂直单U地埋管钻孔换热能力试验研究

通过对上海某典型地质钻孔垂直单U地埋管换热能力进行现场试验,得出了夏季散热及冬季取热模式下单孔的换热能力。结果表明,在本测试工况条件下,冬季工况每延米取热量约为夏季工况散热量的65%,冬、夏季钻孔取放热能力明显不平衡。试验结果能为类似地质条件下地源热泵系统的设计及施工提供有益参考。

闭式U型地表水换热器传热数值模拟与实验研究

针对工程设计中闭式地表水换热器基础数据缺乏的问题,本文建立了闭式U型地表水换热器的三维传热模型,利用FLUENT软件,分别模拟了夏季与冬季工况下,换热器不同进口温度、不同湖水温度下换热器的传热特性。结果表明,换热器进出口平均温度与湖水温差、换热器进口温度与湖水温差是影响单位管长换热量的根本因素,并根据模拟结果分别拟合了两种温差与单位管长换热量的关系曲线。利用自主设计的实验台,在夏季与冬季分别进行了散热与取热实验,将由拟合公式计算的结果与实验结果进行了对比,误差在±10%以内。本文给地表水换热器的工程设计提供了一条新思路。

土壤热物性与地埋管换热器换热性能研究

本文采用恒热流法对某地源热泵系统工程进行土壤热响应测试,数据处理采用线热源模型,线性关系推导法得到测试结果。现场钻孔埋设单U型、双U型地埋管换热器,钻井深度有80m、100m,比较不同埋管形式下测试出的单位井深换热量、土壤导热系数、钻孔热阻及土壤热扩散率之间的关系,并分析结果差异的原因,为实际设计提供可靠依据。

竖直地埋管蓄取热特性试验与模拟

在搭建的砂箱试验台试验分析了在单一工况蓄/取热运行模式对双U地埋管动态传热特性的影响。在试验验证的基础上,建立三维动态传热数理模型,数值分析了单一工况运行模式下土壤分层和地埋管管径等因素对双U型地埋管土壤传热特性的影响,并对比分析了单/双U型地埋管传热特性。试验研究结果表明:单一蓄/取热下,连续运行时土壤温度变化幅度随径向距离的增加而减小;蓄热时,进口温度为50℃和60℃的单位井深换热量要明显比进口温度为40℃时高;取热时,进口温度为4.2℃的单位井深换热量较进口温度为6.8℃时高。间歇蓄热运行模式下土壤温度波动幅度随开停比的减小而增加;间歇取热运行模式下在同一时间内开停比越小,土壤温度越接近土壤初温。模拟研究结果发现:在土壤分层下,双U型地埋管单位井深换热量较单U型地埋管单位井深换热量高19.87%;土壤温度均随地埋管管径的增加而增加,单U型地埋管以管径为32 mm时的单位井深换热量为最好,而双U型地埋管以管径为25 mm时的单位井深换热量为最好,前者单位井深换热量较后者低11.56%。

内蒙古中部地区地源热泵单位井深换热量设计的研究

由于地源热泵系统具有明显的地域性特点,且各地区气候地质差异较大,其设计计算不具有普遍性。通过对呼和浩特某工程地下岩土结构的实测数据的分析,重点对比了不同单位井深换热量。模拟不同条件下,地埋管换热器周围土壤的温度变化。研究不同取热量对热泵系统运行稳定的影响,以期为呼和浩特及周边地区的地源热泵的应用设计提供依据。

土壤源热泵夏季运行中关键参数短期预测的研究

本文通过TRNSYS软件建立了仿真模型模拟土壤源热泵系统的运行,并借助现场实验数据对仿真模型进行修正,得到了在不同系统加载热流密度和不同土壤初始温度条件下,地埋管出水温度和土壤平均温度的逐时变化规律,同时拟合得出了相应的预测公式并分析了其特性,此预测公式对指导土壤源热泵系统的设计和运行控制具有一定的参考价值。