回填材料热物性对地埋管换热器换热性能影响综述

本文针对回填材料对地埋管换热器换热性能影响研究进行综述,主要包括回填材料种类及其热物性对地埋管换热器的影响,重点分析了理想回填材料应该具备的热物性,为回填材料热物性优化研究提供支持.最后分析并指出现有研究的不足,并对未来研究方向进行展望.     

地埋管换热器连续与间歇运行对换热能力影响

针对夏季工况，对地埋管换热器连续运行工况、间歇运行工况下的换热能力进行了实验研究。     

设计参数对螺旋埋管换热能力的影响

基于提出的螺旋埋管换热器三维数值传热模型,模拟研究了螺旋埋管的桩径、桩深及螺距3个设计参数对其换热能力的影响。在模拟结果的基础上,拟合得出了不同螺距条件下螺旋埋管换热器单位管长换热量关于桩径和桩深的函数关联式,以期为工程设计提供理论指导。     

土壤冻结对地埋管换热器性能的影响

建立了考虑土壤冻结的地埋管换热器非稳态传热模型,采用有限容积法离散了管内流体、管壁及土壤区域的控制微分方程,对涉及的土壤相变问题采用显热容法处理.数值计算结果表明,地埋管换热器周围土壤冻结区域较小,但土壤冻结后导热系数大幅度提高,更有利于土壤的导热;考虑土壤冻结的影响后,计算出的地埋管换热器的出水温度和取热量均有所提高;土壤含水量高有利于地埋管换热器的换热,但土壤含水量较低时,土壤冻结对地埋管换热器性能的影响较小.     

地埋管换热性能的研究现状

地埋管的换热性能受多种土壤热物性等参数的影响,本研究通过阅读汇总大量国外文献,论述了以下因素,如地表条件、管道的参数、相邻地埋管的热干扰等对地埋管性能的影响,最后还对地埋管的影响参数进行了总结,以及对地埋管技术进一步研究的建议。     

地源热泵地埋管换热量与岩土热物性的测试

介绍两种地源热泵用岩土热物性测试仪(电加热式热物性测试仪、风冷热泵式热物性测试仪)的原理,分析了测试仪在实际工程中的应用及测试结果,指出流量、地埋管进水温度等因素对单位孔深换热量有明显影响.     

忽略回填料与岩土热物性差异对桩基埋管换热计算的影响

桩基埋管换热器具有桩径大、埋深浅的特点,适用于桩基埋管特点的系列导热解析解模型被不断提出,但是该类模型均忽略了回填料与岩土热物性的差异。对于桩径较大的桩基埋管而言,较大的热物性差异将引起较大的计算误差。建立了区别回填料与岩土热物性差异的导热数值解模型,对比分析忽略热物性差异对桩基埋管换热计算的影响,研究表明:导热系数差异对桩基埋管长时间运行的换热热阻计算影响甚小;容积比热差异将引起桩基埋管较大的设计容量误差;桩径越大,热物性差异引起的计算误差越显著。     

地埋管换热器传热分析的参数影响研究

地埋管换热器是地源热泵系统的关键装置,本文对影响其换热能力的主要设计参数进行了定量分析。首先探讨了规范中热阻的物理意义,研究了场地岩土介质的热物性参数及地埋管间距对非稳态热阻的影响规律,所得结论对工程设计具有一定的指导意义。     

武汉与重庆典型地质结构下的地埋管换热性能

地埋管地源热泵换热器的换热性能受到不同地质结构的影响。以武汉和重庆地区的典型地质构成为边界条件,建立了三维地埋管的单孔双U管换热模型,通过模型计算,获得了两种地质条件下的地埋管换热性能,以重庆地区的地源热泵热响应测试结果以及工程运行数据出发,对模型的计算结果进行了验证,结果表明,模型吻合度较好,可以应用于工程分析。以模型为条件,进行地质结构对换热性能的影响度分析,预测了两地地埋管地源热泵的换热性能并计算得到换热器的平均换热系数分别为武汉地区K1=1.65(W/m·K),重庆地区K2=1.51(W/m·K)。     

地道风系统地埋管换热性能影响因素研究

通过构建地道风系统地埋管内壁面换热性能理论模型,采用正交试验方法研究影响因素相关性,得到主要影响因素对应变化规律为地道进口风速、管道当量直径和土壤类型为管道壁面传热系数的主要影响因素,土壤类型极差值最大,可达9.40,对地埋管内壁面传热系数影响程度最大,其次为管径和进口风速。在实际工程设计中应先考虑土壤类型,即传热系数对系统的适应性,再考虑管径和进口风速的影响。     

U型地埋管换热器换热性能分析

为了探索U型地埋管换热器的换热规律,文章采用数值仿真模拟对二维U型地埋管换热器换热性能进行了分析,并模拟钻孔内、外换热过程。结果表明:钻孔内部瞬态换热模拟刚开始的少许时间内,温度变化仅发生在U型管附近,随着时间的增加,温度变化覆盖整个钻孔区域,U型管内水的温度与回填材料温度接近一致,系统趋于稳定;钻孔外部瞬态换热模拟之初,温度变化主要发生在钻孔内部,随着时间的推移,钻孔壁外温度逐渐降低,钻孔壁以内的温度逐渐增加,钻孔壁内、外温度接近一致,系统趋于稳定。     

地埋管热泵系统实例分析

结合实例对地埋管土壤源热泵系统从方案选择、技术经济分析、设计要点等多个方面进行分析论证,结果表明运行费用较传统空调方式可节省30%,节能效果十分明显,尤其适合有制冷、采暖、供生活热水等多种需求的工程。     

竖直U型埋管换热器换热特性研究

本文建立了分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程的准三维模型,通过对U型埋管两支管内循环流体的能量平衡方程的分析与推导,求得了该传热问题的解析解,得到了计算U型管换热器中流体温度沿深度变化的解析式。进一步研究了回填材料、管内流量、管脚间距、管材导热系数等因素对地埋管换热器换热性能的影响,并引入了钻孔换热效率来评价地下换热器的换热性能。     

不同回填材料下地埋管换热器性能的实验研究

实验研究了原土(粉细砂)和中粗砂回填条件下双U形地埋管换热器的传热性能,获得了换热量随管内流体平均温度的实测变化曲线。结果表明,换热量与流体平均温度之间呈线性变化规律,在地埋换热器工作温度范围内,中粗砂回填时的换热量比粉细砂回填时高约10%(取热工况)和6%(排热工况)。建议在选择回填材料时,应在考虑其对地埋管换热器传热特性影响的基础上,进一步考虑其经济性。     

中深层套管式地埋管换热器换热性能模拟研究

建立套管式地埋管换热器数值模型,采用FLUENT对制热工况下套管式地埋管换热器的换热性能进行模拟,研究运停比、岩土热导率、地温梯度等因素对单位钻孔深度换热量的影响.岩土热导率为2.5 W/(m·K),地温梯度为0.03℃/m条件下:不同运停比的单位钻孔深度换热量均随时间推移而下降.相同供暖期,单位钻孔深度换热量由大到小...     

埋管设计对寒冷地区地埋管地源热泵系统性能的影响

基于动态系统仿真软件TRNSYS开发了地埋管地源热泵系统性能预测软件。以山西省贺职地区一个铁路站房的地埋管地源热泵系统为例,利用该软件计算分析了埋管间距和埋管深度对地埋管地源热泵系统长期运行性能的影响。结果表明:不采用补热措施时,地埋管地源热泵系统在寒冷地区长期运行将导致土壤温度持续降低且无法自主恢复,热泵机组的制热量和COP持续降低,室温不保证时间逐渐增加。增大埋管间距和埋管深度可延缓土壤平均温度和系统供热性能的下降,但不能遏止地埋管地源热泵系统性能的衰减。     

混凝土埋管辐射换热性能影响因素分析

混凝土埋管的换热特性是混凝土埋管辐射系统的关键问题,本文提出了将管内流速、管长和设计进出口温度相关联的换热性能计算方法,利用此方法对换热性能的影响因素进行分析,并给出了混凝土埋管建议的设计流程,对工程设计具有一定的指导作用。     

混凝土埋管辐射换热性能影响因素分析

混凝土埋管的换热特性是混凝土埋管辐射系统的关键问题,本文提出了将管内流速、管长和设计进出口温度相关联的换热性能计算方法,利用此方法对换热性能的影响因素进行分析,并给出了混凝土埋管建议的设计流程,对工程设计具有一定的指导作用。     

地埋管地源热泵发展中的关键问题

介绍了地埋管地源热泵系统的优点,针对地埋管地源热泵出现的问题,重点探讨了地埋管地源热泵系统在岩土体热物性勘察、岩土体热平衡、地埋管换热器的设计与施工等方面应采取的措施。加上其他环节的紧密配合,以期为地源热泵系统健康发展提供参考。     

土壤温度场对竖直U形地埋管换热性能的影响

对广州地区地下50 m以内土壤温度分布进行了模拟,研究了土壤温度的分布特性和变化规律,模拟了冬季工况下埋管区域土壤温度场的分布情况,分析了动态负荷分布对地埋管换热性能的影响.