基于层换热理论的竖直地埋管换热器设计方法

建立了地源热泵竖直地埋管换热器的三维传热温度场数学模型,模拟计算了不同季节不同工况下地埋管换热器内的水温分布。提出了层换热理论,竖直地埋管换热器及其周围岩土可以分为三个换热层——饱和换热层、换热层、未换热层。通过实测验证了该层换热理论。介绍了地埋管换热器埋深的确定、出水管的保温及流量的确定等。

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.

关于垂直U型岩土换热器热屏障的研究

旨在研究垂直单U岩土换热器的热屏障作用对其换热性能的影响。以层换热理论模型为依据,以垂直单U换热器的运行数据为支撑,分别从时间、进水温度变化以及负荷特征等方面分析研究饱和换热层热屏障作用的形成机理,以及各因素对热屏障作用的影响。从换热孔深度和连续运行时间两个方面分析热屏障对岩土换热器换热效果的负面作用。研究证明:系统运行时间、进出水温度和负荷特性均对换热性能有较大影响;突破热屏障作用的技术关键是出水管的保温隔热,保证下行换热管的传热系数远远大于上行换热管。