地源热泵地下垂直埋管换热器的试验研究

介绍了地源热泵的发展意义及前景， 参照国外地下埋管换热器岩土温度场的求解方法，采用线源理论及热阻网络分析方法建立了传热模型，提出了采用计算法确定大地初始温度并与实测值进行了对比。在建设的垂直埋管换热器试验装置上进行了单管、三管串联运行试验，为开发地源热泵技术提供了可供参考的数据。

不同方式地下埋管换热器的实验研究

针对不同方式地下埋管换热器建立实验系统 ,并分别对砂石回填的单U型和双U型井埋管进行夏季排热和冬季取热实验。整理分析了冬、夏季节不同运行工况下的实验数据 ,在此基础上 ,以单位管长换热量为评价指标对不同埋管方式的换热性能进行分析比较 ,得出排热工况和取热工况下 ,单U型埋管单位管长换热量高于双U型。同时对埋管换热器的流量和进口水温对其换热性能的影响进行了研究 ,结果表明 ,随着流量的增大 ,排热工况与取热工况下 ,单位管长换热量均增加 ;随着进口水温的升高 ,单位管长排热量增大 。

模式搜索算法在地埋管换热器热阻确定中的应用

为了准确确定土壤源热泵系统地埋管换热器的热物性参数和热阻,该文以地埋管换热器线热源模型为基础,结合土壤的热响应试验,提出了一种应用模式搜索算法确定土壤综合导热系数和地埋管换热器热阻的方法。搜索算法实施时,热阻作为一个待定参数,不必考虑换热器的各项物理参数,降低了运算工作量。试验实测结果表明,应用模式搜索算法后该文试验条件下确定的土壤综合导热系数的相对误差为1.42%,热阻的相对误差为1.73%;通过与其他方法比较,模式搜索算法确定的参数的相对误差较小,算法精度较高,可靠性较高;该研究结果为土壤源热泵系统的设计与应用提供参考。

竖直地埋管换热器在地下工程中的应用研究

竖直地埋管换热器替代冷却塔用于地下工程中,有利于工程防护能力和能源效率的提高。探讨了地埋管换热器在地下工程中的应用形式,包括与冷热源和末端的联合使用;基于地下工程的负荷特点和时间特性及山区岩土体的特性,探讨了地埋管换热器的适用性,结果表明地下工程的热负荷特性有利于地埋管换热器周围温度场的恢复,岩土体较大的导热系数和渗流的存在有利于换热效率的提高;分析了地埋管换热器使用可能导致的热红外暴露问题,提出采用表面覆土的方法来解决这一问题,建议覆土厚度为2m。

基于线热源模型的垂直U型埋管换热器的换热分析

为了研究U型地埋管换热,以线热源模型作为基础,以夏季制冷工况为例,运用C语言编程软件对其进行了分析求解。研究了运行时间、换热介质的流量、土壤物性、埋管深度对U型埋管传热的影响以及周围土壤温度分布变化规律。模拟结果表明:当换热介质流量和埋管深度均增大3倍,土壤导热系数增大1.6倍时,单位管长换热量变化幅度分别为9.9%、-10.7%、23.3%。研究结果可为U型垂直埋管换热器的优化设计提供参考。

垂直U型地埋管换热器的数值模拟分析

采用Fluent软件对垂直U型地埋管三维非稳态热渗耦合换热进行研究。分析了土壤热物性、管内流速、渗流速度以及回填材料的导热系数对地埋管的换热影响。结果表明:地埋管的换热量分别与管内流速、渗流速度、土壤的导热系数以及回填材料的导热系数成正比,通过拟合分别获得平均每天换热量与管内流速、渗流速度和回填材料导热系数的关系式;土壤的热扩散系数对地埋管的热作用半径影响显著;同时渗流速度越大,换热稳定时间越短,土壤圆周方向上各点温度相差越大,且土壤温度场恢复能力越好。

双圆柱坐标下垂直埋管土壤热湿耦合迁移理论模型与数值模拟

以土壤热湿迁移理论为基础,建立双圆柱坐标系下U型垂直埋地换热器周围土壤内三维非稳态热湿耦合迁移模型,并考虑土壤内热湿迁移的相互影响,编制相应的计算软件。进行不同土壤物性、不同运行工况、不同初始含湿量对U型垂直埋地换热器周围土壤内热湿迁移影响的研究。将模拟值与实验结果进行比较,表明该模型可用于实际应用的模拟分析。

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。

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.

基于FLUENT的地埋管换热模拟软件的二次开发

在商用CFD软件Fluent的基础上,采用Visual Basic语言对U型地埋管流动换热数值模拟软件进行了二次开发。考虑U型地埋管换热器的几何参数、网格生成、单值性条件以及材料物性等因素的影响,利用Gambit2.3.16和Fluent 6.3.26,实现了地埋管换热器数值模拟软件的前处理和计算的全过程。利用开发的软件对中关村国际商城地源热泵项目进行了计算,计算结果表明该软件能够较好地应用于实际工程。

土壤源热泵垂直U型地埋管换热的数值模拟

本文建立了垂直U型地埋管三维数值传热模型,采用FLUENT软件对其非稳态的流固耦合换热进行研究。在夏季工况下,模拟结果与实验相吻合。分析了回填材料导热系数、管内流速以及埋深对垂直U型地埋管换热的影响。计算结果表明,地埋管的单位埋深换热量与埋深成反比,而与流速和回填材料的导热系数成正比。

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。

地源热泵线源理论的两种改进模型介绍与分析

传统的常热流线源模型在建模时忽略了诸多因素,在应用上还存在局限性。通过考虑水分迁移对传热的影响以及在变热流情况下的传热,在传统线源模型上发展出了两种改进的线源模型,从而提高了传热计算精度,扩展了线源模型的应用范围。

地下水渗流对地埋管周围土壤影响的模拟研究

文章利用商业建模软件GAMBIT和FLURNT对垂直地埋管换热器与周围土壤换热进行了数值模拟,区别于以往的纯导热模型,文章基于饱和多孔介质和地下水流动理论,建立垂直地埋管换热器三维模型,模拟地下水渗流对垂直地埋管换热器周围土壤换热的影响。主要通过三维垂直单U型地埋管换热器的热渗耦合模型,研究在地下水渗流条件下,对周围土壤的影响。

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。