渗流对地下埋管换热器传热管问距的影响

为确定地下水渗流对土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统中竖直地下管群换热器管间距的影响,本文基于热渗耦合作用下的数学模型,采用整体求解方法模拟了冬、夏季工况下管内流体、地下埋管换热器及周围土壤的温度场,分析了地下水渗流对其传热过程的影响.结果表明在冬夏工况下管间距宜不同,地下水运动对温度场的影响明显,而且地下水流速越高影响越大.     

地下水流动对地下管群换热器传热的影响分析

为确定地下水渗流对土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统中竖直地下管群换热器的影响，该文基于热渗耦合作用下的数学模型，采用整体求解方法求得冬、夏季工况下管内流体、地下埋管换热器及周围土壤的温度场数值解，从而分析了地下水渗流对其传热过程的影响，结果表明地下水运动对原温度场的影响明显，而且越高的地下水流速影响越大。     

地下水渗流对地埋管换热器周围温度场的影响

为确定地下水渗流对土壤源热泵地埋管换热器周围温度场的影响,以U型地埋管换热器传热系统为例,构建了等效当量直径的单管圆柱换热器传热物理和数学模型,并用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics 4.2a 对夏季工况下地埋管换热器周围温度场进行数值模拟计算,通过有无渗流条件下不同导热系数、孔隙率土壤温度场变化的对比分析,确定引起温度场变化的主导因素,为下一步试验提供了重要依据。     

垂直U型埋管换热器准三维热渗耦合模型及其实验验证

为了探讨热渗耦合对土壤源热泵地埋管换热的影响,基于多孔介质传热传质及地下水渗流理论,通过耦合竖直方向一维流体模型与水平面内土壤二维非稳态热渗耦合模型,建立了考虑地下水渗流影响的准三维U型埋管热渗耦合模型。基于模型的数值求解,探讨了土壤热物性及地下水渗流对埋管换热特性的影响。结果显示:土壤导热系数与比热容的增大均有利于加强埋管的换热,且地下水渗流的存在有利于强化地下埋管与周围土壤间的换热能力,提高土壤源热泵系统的运行效率。实验验证表明,所建模型具有一定的预测精度,可为地下埋管换热器传热特性的研究提供理论基础。     

地下水流动对地下埋管换热器影响的实验研究

为确定地下水渗流对竖直地下埋管换热器的影响,该文从实验角度出发,分别对无渗流土壤、饱和土壤中地下埋管换热器热负荷对其周边土壤温度场的影响,有渗流土壤中地下水流速、土壤初始温度以及埋管热负荷对土壤温度场的影响进行了实验,从而得出在夏热冬冷地区或亚热带地区应用土壤源热泵时,宜采用冷却塔-土壤源热泵混合系统形式或将地下埋管换热器埋设在地下水流速较大地区,以期土壤源热泵的长期良好运行。     

地下含湿岩土热渗耦合模型及换热埋管周围土壤温度场数值模拟

考虑了地下水的渗流作用和U型换热埋管的实际形状,建立了U型管地下换热器管内流体以及周围土壤热渗耦合物理数学模型.模型将土壤视为均匀的、各向同性的饱和多孔介质,土壤中水的渗流视为二维.管内湍流流动采用Realizable k-ε模型,数值计算采用Fluent软件.给出了管内流体以及周围土壤的温度分布数值模拟结果,分析了土壤中水的渗流对传热过程的影响、U型管两支管的热短路作用及回填材料对土壤温度场的影响.所得结论对地下换热器的设计具有理论意义.     

渗流对竖直地埋管换热器换热性能的影响

为了确定渗流对竖直地埋管换热器换热性能的影响,基于多孔介质传热理论与Darcy定律,利用多物理场耦合软件COMSOL建立了三维热渗耦合模型,模拟了有无渗流条件下竖直地埋管换热器周围土壤温度场的变化。结果表明,地下水渗流有助于竖直地埋管换热器换热,且渗流速度越大,竖直地埋管换热器换热效果越明显;平行于渗流方向处温度场偏向下游,垂直于渗流方向处温度场始终保持对称分布,渗流速度由0m/s增大到1.0×10-5 m/s时,对应热作用半径由0.42m减小到0.32m。     

基于地下水渗流的地埋管土壤温度场分析

基于有限长线热源模型,考虑地下水的渗流作用,对比分析无渗流工况与渗流工况下地下土壤温度场分布,结果表明:地下水渗流有利于地下热量的扩散,渗流工况下平均温度与最高温度较无渗流情况分别下降约5℃、4℃,温度场的热量累积得到抑制和减缓;并分析长方形埋管布置形式下的土壤温度场,讨论不同方向的地下水渗流工况对地下土壤温度场分布的影响,对于横纵向埋管数量不同的管群,沿埋管数量少的方向渗流,其土壤温度降低更显著。     

地下水流动对垂直埋管换热器土壤温度场分布的影响

为确定地下水渗流对地下埋管换热器周围土壤温度场的影响,基于内热源法建立热渗耦合作用下的数学模型,利用传热模拟得到换热器周围土壤温度场分布,结果表明地下水流动对原温度场影响明显,而且地下水流速越大影响越大。     

热渗耦合作用下U型埋管换热器的数值模拟

针对土壤耦合热泵地下U型换热埋管,建立了管内流体以及换热器周围土壤热渗耦合物理数学模型。所建模型考虑了U型管的实际形状,土壤考虑为饱和多孔介质,管内湍流流动采用R ea lizab le k-ε模型。采用F luen t软件对模型进行模拟计算,得到了管内流体以及周围土壤温度分布。分析了土壤中水的渗流对传热过程的影响,并对考虑渗流作用时不同土壤物性对单根U型垂直埋管换热器周围土壤温度场进行了模拟计算与分析。     

土壤蓄热与土壤源热泵集成系统的数值模拟

结合土壤源热泵技术推广中存在的问题和地下蓄能技术的优点,提出了土壤蓄热与土壤源热泵集成系统及其地下管群换热器的布置方式。并在能量平衡的基础上建立了地下管群换热器蓄热、释热和停止运行的数学模型。通过数值模拟,分析了埋管间距对蓄热与释热的运行特性的影响。     

余热回收用热管及热管式换热器的研究

简要介绍了热管及热管式换热器的工作原理,热管式换热器在工业余热回收中的应用,以及热管式换热器运行过程中防止积灰和低温腐蚀等问题的有效措施。     

椭圆热管传热与阻力性能分析

为解决圆形热管换热器换热效率低、积灰和腐蚀严重的问题,应用椭圆管束进行了改造。通过实例分析计算,效果显著：在相同折合速度下,椭圆热管换热器的传热系数明显高于圆形热管换热器;在相同总压降下,椭圆热管换热器的传热系数也比圆形热管换热器高得多;无论在烟气侧,还是在空气侧,同一速度下椭圆热管换热器的流阻损失明显下降．下降幅度达80％左右。提出了进一步改善积灰和腐蚀的措施。     

砾砂回填条件下地埋管换热器周围温度场试验研究

为研究不同工况砾砂回填条件下土壤源热泵地理管换热器周围温度场的变化规律,通过自主设计的可模拟地下水渗流的砂箱试验台,以砾砂为回填材料,测试了多种工况下地埋管换热器周围的温度场,并利用Surfer软件绘制等温线。结果表明,饱和无渗流条件下,温度场呈圆形对称分布,随着热负荷的增加,温度场达到稳定的时间延长;稳定后的温度变化量增加;温度变化明显区域的范围增大。饱和有渗流条件下,温度场沿渗流方向向下偏移,随着渗流速度的增加,温度场达到稳定的时间缩短;上游各点达到稳定后的温度变化量减小,温度变化明显区域的范围缩小;下游各点达到稳定后的温度变化量先增大后减小,温度变化明显区域的范围扩大。研究成果提供了一种温度场测试的新方法。     

塑料管单效溴化锂吸收式制冷机系统设计及传热性能分析

溴化锂吸收式制冷机在工业中有着广泛的应用,但传热管腐蚀及其引起的冷量衰减一直以来是人们难以解决的问题,采用塑料传热管代替铜传热管来解决这个难题。进行了塑料换热装置及制冷机系统的结构设计,塑料换热装置的传热管采用聚四氟乙烯塑料管,传热管布置为阿基米德螺线状盘管。通过对塑料换热装置传热性能的分析,在溴化锂吸收式制冷机组中,吸收器使用聚四氟乙烯换热器代替传统的金属换热器具有最大的实用价值。     

竖直双U型埋管地热换热器支管间热短路分析

采用地热换热器准三维传热模型和数值计算的方法,对竖直双U型埋管地热换热器支管间的热短路进行了分析,讨论了管间距和回灌材料的导热系数对热短路的影响,并提出了减少热短路的措施。     

塑料管单效溴化锂吸收式制冷机系统设计研究

进行溴化锂吸收式制冷机塑料换热装置及制冷机系统的结构设计,塑料换热装置的传热管采用聚四氟乙烯塑料管,传热管布置为阿基米德螺线状盘管,将实验传热系数与理论计算传热系数进行比较。比较结果表明：冷凝器、蒸发器实验传热系数低于理论计算值,吸收器的实验传热系数高于理论计算值。     

空调换热器用铜量对空调器性能的影响分析

从小管径铜管替代的角度出发,针对目前市场上常见的管径为Φ9.53mm、Φ7mm以及Ф5mm的铜管空调换热器进行性能测试和成本对比分析.研究结果表明:采用Φ5mm铜管换热器比采用Φ7mm铜管换热器的用铜量最高节约了26.74%;采用Φ5mm铜管换热器比采用Φ9.53mm铜管换热器的用铜量最高节约了46.43%;而在相同实验条件下,Φ5mm铜管平均换热性能比Φ7mm铜管平均换热性能和Φ9.53mm铜管平均换热性能均有所增加.     

Heat transfer characteristics of in-ground heat exchangers

Most in-ground heat storage installations use a system of horizontal or vertical plastic pipes to carry heat exchanger fluid. In designing these systems it is generally assumed that the thermal effects of the plastic pipe can be neglected. This paper reports a laboratory study of the pattern of heat flow around fluid-carrying plastic pipe buried in clay soil. Heat flow measurements as well as estimated contact resistances are presented for a number of configurations. In addition, numerical model computations are given for steady-state, transient and cyclic behaviour of several configurations, and it is shown that substantially reduced heat flows are obtained when plastic pipe is used.