气体水合物垂直换热管外融冰快速成核与静态渗透生长

通过HCFC141b气体水合物在一根垂直换热管外的生成过程可视化实验研究,发现了融冰快速成核以及水沿垂直换热管自发渗透入客体相中连续生长气体水合物的现象, 并分别利用周公度和Sloan的假说以及表面自由能理论对这两种现象进行了机理性解释,进而研究出一种新型的气体水合物生成方法——气体水合物换热管外融冰渗透生长方法. 由于不需要机械扰动,利用该方法生成的气体水合物非常密实,含水率低,克服了机械扰动系统中能耗高且生成的水合物含水率高的缺点,将促进气体水合物储气或蓄冷等应用技术的发展.

U型垂直埋管换热器管群周围土壤温度数值模拟

在所建立的内热源型埋地换热器模型基础上,采用专业多孔介质计算软件Autough2对模型进行模拟计算。在对单根换热器不同土壤物性对土壤温度影响模拟结果基础上,着重对U型垂直埋管换热器管群模拟只有取热或只有排热单季运行工况下的土壤温度变化,和既有取热又有排热的双季运行工况下的土壤温度变化,分析各自对地源热泵应用效果的影响。

U形垂直埋管换热器换热性能试验研究

在地源热泵系统中,埋管换热器的换热性能与很多因素有关。本文通过地源热泵试验台,参照国外地下埋管换热器岩土温度场的求解方法,采用线热源理论及热阻原理,将U形垂直埋管换热器等效转化为单管换热器,对相关影响因素进行了分析与实验研究。实验结果表明,循环流体的流速对换热器换热效果影响较大,流速维持在2.5m3/h左右内比较合理,管道材料的热物性对换热影响不大,但在回填材料中加入砂砾可以显著提高换热量,在北方寒冷地区应尽量避免系统的长时间连续运行。

土壤热源热泵系统垂直U形埋地换热器传热过程及合理间距的分析

利用传热理论 ,提出了土壤热源热泵垂直U形埋地换热器的等效换热器 ,并通过传热热阻分析 ,得到 :埋地换热器在土壤中的取热过程 ,热阻的主要成分是土壤和塑料管壁。在换热强度为单位管长 40W /m(单位埋孔长度 80W/m) ,类似上海地区的气象与地质条件下 ,对 5 0m深的埋地换热器孔中心间距至少为 5～ 6m ,才能保证换热器之间相互不受干扰。

土壤源热泵地下垂直埋管换热器常用传热模型的研究

本文介绍了土壤源热泵的国内外研究现状以及三种常用的埋管换热器传热模型,分析了这三种 模型各自具有的特点和适用条件。并对传热模型的选取提出了自己的观点,为特定条件下如何 选取合适的模型提供了一定参考。

基于TRNSYS的双U型垂直埋管换热器的模拟分析

以长沙市某一实际工程的双U型垂直埋管换热器为研究对象,利用TRNSYS建立了地埋管的仿真模型,通过仿真模型及正交试验设计方法研究夏季影响埋管周围土壤平均温度的因素,并分析了这些因素的影响程度.结果表明：钻井深度、钻井间距、钻井数量及回填材料导热系数对土壤平均温度有不同程度的影响,其中钻井间距的影响尤为明显.最佳钻井间距应为4~5m,回填材料最佳导热系数为1.7~2.1 W/（m·K）,钻井最佳深度为60~100m.

U型垂直地埋管换热器性能的影响因素分析

为了了解不同的设计参数对于换热器性能的影响，本文通过建立流体力学三维模型模拟了管长60～200m 的地埋管换热器性能。研究结果显示，流体进口温度、流体速度和初始地下温度都对换热器性能有显著的影响，考虑到热通量和压降2个因素，推荐流速为0．5m／s。回填物和土壤的密度及比热对性能的影响小于导热率的影响。文中开发了一个简单的数学模型用于预测回填物和土壤，比热和导热率以及热通量的影响，预测结果与 CFD 结果高度符合。当换热器的长度从60m 增加到200m，热通量下降，影响半径也变小。

重庆地区垂直双U地埋管换热器保温性能研究

以层换热理论为基础,重庆某示范楼工程土壤源热泵系统为对象,建立实验系统,测试了实际运行状况下的地埋管换热器供回水管不同深度的水温.从地埋管不同时刻的平均水温和换热能效两个方面分析了实测数据,研究了回水管保温与不保温时垂直双U地埋管换热器的换热情况.结果表明,在冬季,保温地埋管典型日不同时刻的换热能效比不保温的高出14.09%,月平均换热能效比不保温的高出23.08%,季平均换热能效比不保温的高出40.54%.在夏季,保温地埋管典型日不同时刻换热能效比不保温的高出10.76%,月平均换热能效比不保温的高出28.57%;季平均换热能效比不保温的高出41.48%,回水管保温有利于加大地埋管换热器的换热能力.

不同垂直埋管形式地源热泵热水系统换热性能研究

富水土壤条件下,采用单因素方法,研究了3种不同垂直地埋管换热器--单U型、双U型和套管型的地源热泵热水系统。3种小型热泵热水系统在稳定运行情况下,系统能效比分别为3.5、4.1、4.5。小型地源热泵热水系统在夏热冬暖地区具有良好的适应性,能满足制取生活热水的需求。

土壤温度场对垂直单U形埋管换热性能的影响分析

针对广州地下50m以内土壤温度场,研究广州地区土壤温度的分布特性和变化规律,建立垂直单U形地埋管地下换热区域温度场的三维稳态和瞬态传热模型,模拟冬季工况下埋管区域土壤温度场的分布情况,分析不同土壤初始温度对地埋管换热器埋管深度的影响。最后,计算某一别墅工程动态负荷,选用GLHEPRO3.0进行为期30年的系统运行模拟,分析地下埋管区域土壤热平衡对埋管换热性能的影响,从而为广州地区推广使用土壤源热泵系统的长期高效运行提供理论参考。

地源热泵垂直埋管换热器地下热阻及管长的分析

讨论了地源热泵垂直埋管换热器传热过程及其数学模型,引入热阻的概念,将埋管换热器管内流体与土壤的传热过程分为钻孔内和钻孔外两部分。阐述了利用传统的线源和柱源理论求解钻孔外热阻的方法,并结合实例对影响埋管换热器管长的因素进行了对比分析,可供工程设计计算使用。

基于ANSYS的垂直U型埋管换热器全年试验分析及模拟

通过分析,建立了120m深垂直U型埋管换热器及土壤温度场的数学模型,并就典型气候条件下换热器的换热性能及周围土壤温度场的变化情况进行了实测分析及数值模拟,为夏热冬冷地区地埋管换热器系统的设计、施工提供一定参考。

垂直U型埋管换热器全年试验分析及模拟

通过分析,建立了120 m深垂直U型埋管换热器及土壤温度场的数学模型,并就典型气候条件下换热器的换热性能及周围土壤温度场的变化情况进行了实测分析及数值模拟,为夏热冬冷地区地埋管换热器系统的设计、施工提供一定参考。

基于准三维模型的垂直U型埋管换热特性影响因素的分析

为了探讨各因素对地源热泵地下埋管换热特性的影响,建立了同时考虑流体温度沿程变化与U型两支管热干扰的垂直U型埋管准三维传热解析解模型。基于模型求解,分析了回填物与管材导热性、管脚间距、循环流体流量及钻孔深度等对埋管换热特性的影响。结果表明:回填物与管材的导热性、管脚间距及循环流体流量的加大均可以强化地下换热器的换热效果。但回填物导热性不可无限制增大,其大小要考虑对增大管脚热干扰的影响及其与管脚间距的相互关联性,应对两者进行优化设计。同时,流体流量的加大会增加单位埋管换热量,但其增加幅度越来越小,应以流动阻力增加作为限制条件,采用变流量调节来进行优化。此外,单个钻孔不宜太深,以免降低单位埋管换热能力。试验验证表明,所建模型具有一定的预测精度,其最大预测相对误差在3%以内,可为地埋管换热器传热特性分析及其优化设计提供参考。

U型垂直换热器地源热泵夏季供冷测试及传热模型

介绍了重庆地区某U型垂直换热器地源热泵实验系统在夏季的供冷情况 ,提出了对地源热泵系统运行的改进方案 。

垂直地下换热器埋管长度计算中的误差分析

在垂直地下换热器的埋管长度计算中,存在着很多导致误差的参数。本文利用一种误差分析方法,通过一个实例计算过程,分析在地源热泵的埋管长度计算中各个误差参数对计算结果的定量影响,最后列出各个误差参数的重要级别,为工程设计提供一定参考。

垂直U型地埋管换热器性能的动态仿真

本文基于圆柱内热源理论建立了垂直U型地埋管换热器的数学模型。在MATLAB软件中建立了垂直U型地埋管换热器的动态仿真平台。利用该仿真平台研究进口温度、进口流速、钻井深度、回填材料、土壤以及间歇运行时间比等因素对垂直U型地埋管换热器换热性能的影响规律。结果表明,在一定范围内提高进口温度可以提升垂直U型地埋管换热器的换热性能;当进口流速为0.4~0.6 m/s时,增大进口流速可以有效提升垂直U型地埋管换热器的换热量;钻井深度越深,钻孔总换热量增加明显,单位钻孔深度换热量略微减小;但随着运行时间的增加,回填材料导热系数对换热的影响逐渐降低;土壤的导热系数越大,垂直U型地埋管换热器的换热量越大;采用间歇运行的方式可以提升垂直U型地埋管换热器的换热性能。

渗流作用下U型垂直地埋管换热器工程设计与应用

以南昌某地源热泵工程为例,阐述了地埋管管群在地下水渗流作用下的设计计算方法,利用Visual Basic.NET与Matlab语言混合编程进行地埋管换热器设计计算。结果表明地下水渗流的存在不一定能强化地埋管换热器的传热,当地下水渗流速度低、岩土孔隙率大时不利于地埋管散热,而当贝克利数数大、岩土等效导热系数高时有利于地埋管散热。

合肥地区垂直U型埋管换热器实验分析及模拟

文章选取80m深垂直U型埋管换热器进行了理论分析,建立了埋管换热器以及周围土壤温度场的数学模型,实验分析了合肥地区夏季典型气候条件不同运行模式下地埋管换热器的换热性能及其周围土壤温度场的变化情况;最后对地埋管换热器长期运行工况进行了模拟,给地源热泵系统施工提供了一定的参考价值。

合肥地区垂直U型埋管换热器试验分析及数值模拟

以合肥市某地源热泵工程为例,选取100 m深垂直U型埋管进行分析,试验研究了合肥地区夏季典型气候条件下不同运行模式时换热器的换热性能、机组能效及土壤温度场的变化情况,模拟分析了换热器长期运行时周围土壤温度场的变化。