圆台型螺旋能量桩换热性能的数值模拟研究

圆台型螺旋能量桩是一种换热性能较好的新型地埋管换热器.为探究圆台能量桩的传热规律,采用环形管等效热源替代螺旋管内流体流动传热的数值建模方法,分别建立了0° 锥角(圆柱型),5° 锥角,10° 锥角,15° 锥角和20° 锥角圆台螺旋能量桩模型,并通过单位面积换热量和单位管长换热量分别从能量桩的整体结构和内部结构进行了传热分析.研究表明,在相同换热管长的情况下,大锥角圆台型螺旋能量桩的整体换热能力比小锥角能量桩更强.通过局部换热分析发现,其上层螺旋管换热能力强于小锥角能量桩,但中间及下层部分的螺旋管换热能力弱于小锥角能量桩.该传热规律可为螺旋能量桩的结构设计、 优化提供参考.     

高原寒冷地区太阳辐射对室内热环境影响

以拉萨地区某多层办公建筑为研究对象,对供暖期测试日(全天晴朗、晴转阴)逐时太阳辐射强度模拟计算,对测试日室外温度、风速进行实测。分析太阳辐射对测试房间(分别选取南向房间2间,北向房间2间,其中1间南向测试房间不供暖)室内温湿度的影响。结合实测结果,对拉萨地区供暖系统、建筑的优化设计提出建议。     

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。     

岩土热响应测试计算软件的研发与应用

采用Visual C#语言,结合双参数估计法,基于线热源模型,开发了岩土热响应测试计算软件,实现了岩土热物性参数快速准确的输出。利用自行设计研发的岩土热响应测试装置,对重庆地区两个地源热泵工程的单U型地埋管进行了不同加热量的热响应测试,利用岩土热响应测试计算软件进行计算。     

太阳能蓄能通风系统理论模型

建立一个太阳能蓄能通风系统的理论模型,以计算该系统白天蓄热量和夜间通风量。以昆明市气象参数为依据,分析了采用相变材料的相变温度分别为38、44、50、63 ℃时,该系统通风量与烟囱倾角的变化关系。计算结果表明,对于不同相变材料,无论在何倾角下,他们的蓄热量大小趋势都是一致的,即相变温度越高,蓄热量越小。综合考虑通风量和通风时长2种因素,系统最佳倾角应该为45°,而最佳相变材料应为38 ℃十四烷酰。     

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。     

定热流热响应实验确定岩土热物性方法

针对工程中常用的定热流热响应实验方法,分析研究了采用不同传热模型耦合不同数据处理方法对确定岩土热物性及钻孔热阻的影响,研究结果表明:采用线热源模型与柱热源模型确定的岩土热物性及钻孔热阻存在较大差异;岩土容积比热对导热系数的确定影响很小,但对钻孔热阻影响较大;三参数估计确定导热系数及钻孔热阻具有良好可信度,但是对于热扩散率的确定稳定性较差.通过分析总结,以最小平均误差作为线热源及柱热源传热模型的权值分析基础,提出三参数估计耦合线热源及柱热源模型的加权平均方法确定岩土热物性及钻孔热阻,该方法具有稳定性好,可信度高的特点.     

夜空辐射器结构优化及制冷性能研究

为改善传统夜空辐射器制冷效果,提出在辐射板上添加凸起的新型夜空辐射器,并建立二维数值传热模型,进行实验分析和模型验证。研究发现:雾气会较大程度的增强天空长波辐射,提高有效天空温度,使得夜空辐射器单位面积制冷量严重衰减,该文实验条件下制冷量衰由37 W/m~2降低至11.6 W/m~2;建立的二维数值传热模型能较好预测辐射器出口温度,但模型对剧烈变化的外界环境适应性较差;增加新型辐射器的凸起数量,可有效增加单位面积制冷量,平均每增加1个凸起,制冷量增加约0.5%。     

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。     

拉萨地区供暖期太阳能集热器最佳倾角模拟

介绍考虑宏观气候条件、随机气象条件的水平面太阳辐射强度计算模型,给出太阳能集热器计算模型.计算拉萨地区水平面逐时太阳辐射强度,确定供暖期太阳能集热器最佳倾角.由两种计算模型模拟结果确定的供暖期太阳能集热器最佳倾角基本一致,11月至次年3月太阳能集热器最佳倾角分别为65 °、75°、70°、50°、30°.