地埋管换热器运行工况下换热量变化特性的研究

通过对土壤热阻的理论计算和地埋管换热器的数值模拟计算,获得了地埋管换热器的温差-换热量的变化关系。理论分析与现场实测结果均表明地埋管换热器的换热量随时间的变化分为快速变化段、平缓变化段、线性变化段三个阶段,拟合出了平缓变化段和线性变化段的单位延米换热量随介质与土壤传热温差的变化公式。

济宁地区双U型地埋管换热器热物性测试

在济宁市任城区进行双U型地埋管换热器现场热响应试验。结果显示:项目区200 m内岩土体初始平均地温为18.04℃,岩土体综合导热系数为1.78 W/(m·K),岩土体综合比热容为2613818 J/(m^(3)·K),运行份额为0.3;间距4.0 m时夏季和冬季土体换热量分别为49.15 W/m和35.97 W/m,间距5.0 m时夏季和冬季土体换热量分别为52.71 W/m和37.45 W/m,为济宁市任城区地源热泵系统的合理设计提供参考。

套管式地埋管换热器的换热影响因素研究

为解决传统U型地埋管换热器在严寒地区换热效率低的问题.以套管式换热器为研究对象,以实验结果验证模型可靠性,采用数值模拟的方法对入口流速、回填导热系数、流体流动方式以及埋管材质对其换热性能的影响进行研究.研究结果表明,入口流速为0.5 m/s时,单位延米换热量可达42.2 W/m;回填导热系数由1 W/m·K增加到2.5 W/m·K时,单位延米换热量提升32.4%,由2.5 W/m·K增加到4 W/m·K时,单位延米换热量提升9.2%;套管内外管导热系数分别为0.45、2 W/m·K时,单位延米换热量可达56.98 W/m;套管内流体内出外进较内进外出的换热性能提升4.23%.研究成果可为土壤源热泵系统中换热器优化设计提供参考.

浅层地埋管热交换器换热能力分析

采用自主研发的浅层地下岩土热物性测试平台,通过模拟冬夏季取放热实际运行工况,对不同工况下地源热泵地埋管热交换器的换热能力进行了实际测试,分析了地埋管换热器与周围地下岩土之间的换热状况,确定了该地区地源热泵系统地埋管换热器冬夏季工况下的实际单位延米换热量。同时,根据测试数据推算出了该地区地下岩土的综合导热系数,体积热容等热物性参数,为该地区地源热泵系统的模拟分析以及设计施工提供了依据。

地源热泵垂直埋管换热器性能的数值模拟研究

以地源热泵垂直埋管换热器为研究对象,建立地源热泵垂直埋管换热器的三维数值模型,通过实验对数值模型进行验证。利用已建的数值模型分析了埋管内水流流速,水温以及钻孔内不同埋管和回填材料对地埋管换热器性能的影响。研究结果表明:地埋管换热器的单位延米换热量随着回填材料导热系数,管内流速,进口水温,埋管的导热系数的增加而增大;埋管管壁的平均温度随着管内流速,进口水温,埋管的导热系数的增加而增大,但随着回填材料导热系数的增加而减小。

土壤源热泵地下岩土热物性测试研究

采用自行设计开发的地源热泵地下岩土热物性测试平台,试验模拟了地源热泵地埋管换热器冬夏季取放热实际运行工况,以某具体地源热泵工程项目为例,推算出该地区地下岩土的综合导热系数,体积热容等热物性参数,分析了地埋管换热器与周围土壤之间的换热状况,确定了该地区地源热泵系统地埋管换热器冬夏季工况下的实际单位延米换热量,为该地区地源热泵系统的设计施工提供了依据。

土壤源热泵埋管管长的优化设计

目前在实际工程中计算地埋管管长主要是使用简便的单位延米换热量法,但是实际工程运行结果表明这种计算方法虽然简便但计算出的管长数偏小,在运行一段时间后地源热泵的运行效果将会下降。通过对南京6个实际工程项目的地埋管管长计算分析,分别就间歇运行和连续运行两种地源热泵系统运行模式,提出了满足不同节能目标要求下的单位延米换热量法计算管长的修正方法。

绍兴某山地现场热响应试验研究

热物性参数是地源热泵系统地埋管换热器设计的关键参数。采用自行研制的岩土热物性参数测试仪,于地处夏热冬冷地区的绍兴某山地开展单U和双U测试井现场热响应试验,使用线热源模型对数据进行分析,获得工程所在山地单U测试井的岩土导热系数为2. 27 W/(m·K),钻井热阻为0. 123 (m·K)/W,排热工况下单位延米换热量为86. 39 W/m,双U测试井的岩土导热系数为3. 31 W/(m·K),钻井热阻为0. 119 (m·K)/W,单位延米换热量为106. 72 W/m,为该地区地源热泵系统的设计及施工提供了依据。

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。