地源热泵地埋管换热器换热性能研究北大核心CSCD

地埋管换热器的换热性能对地源热泵系统的整体性能具有重要影响,基于传热理论分析及CFD模拟,能够快速精确地分析地埋管换热器的换热性能,提高地源热泵系统方案设计的准确性。本文建立了地埋管换热器的有限长线热源模型,分析了单个地埋管换热器的温度变化情况及单位长度换热量;通过CFD模拟分析了四个单U型地埋管换热器组合的传热特性,得到换热器及土壤的温度场分布,并研究了土壤的温度恢复特性。     

土壤源热泵水平螺旋地埋管换热器换热性能研究

通过建立水平螺旋地埋管与回填材料以及土壤的三维换热数学模型,对水平螺旋地埋管换热器的换热性能进行研究。对影响水平螺旋地埋管与土壤之间换热性能的因素进行分析,包括水的流速、进口水温、螺旋环径、相邻环中心间距、回填材料等。研究结果表明这些影响因素对换热性能（单位管长换热量和单位土壤长度换热量）有着不同程度的影响。     

某大型热泵地埋换热器换热模拟研究

本文首先建立了德阳火车站地源热泵地埋换热器模型。然后利用ANSYSY有限元分析软件进行网格划分和数值模拟,通过实测进出口温度及单位井深换热量等值与相关模拟值对比,验证模型的正确性。在此基础上了主要模拟分析了流体不同入口流速对地埋换热器换热特性的影响,不同土壤物性参数对换热特性的影响。此外,还模拟研究了某一非稳态运行时间段内,不同径向处土壤温度分布。     

地源热泵桩基埋管换热性能的数值研究

采用Fluent软件对地源热泵桩基埋管换热性能进行了数值研究,讨论了桩基深度和流速对传热的影响:埋深从20m增加到40m,桩基单U型埋管的单位埋深换热量减小约21%;随着设计流速增大,单U型埋管的单位埋深换热量增加,且随流速的增加,换热量增加速度减慢。上述结果可为垂直桩基地埋管的选型及设计提供一定的理论依据。     

同轴套管式深埋管换热器换热性能研究

针对青岛某地一个地埋管深度为2 605 m的地热能建筑供暖用同轴套管式深埋管换热系统,建立耦合管内外换热的全尺寸数值计算模型,并利用试验数据进行验证。在此基础上,进行一个供暖季的仿真计算,分析取热量及运行时间对该地埋管换热器换热性能的影响,并对内管失热量进行计算,得出以下结论:地埋管换热器换热能力随运行时间的增加而减弱;地埋管取热量过大会导致供暖后期地埋管进水温度过低,影响系统正常运行;该同轴套管内管的失热量较大。     

埋管换热器的实验研究与数值模拟

以自制埋管换热器换热实验台为原型建立模型,用Fluent软件进行数值模拟,模拟进水40℃、45℃、50℃三种工况下连续运行8小时后,埋管换热器周围土壤的温度分布,并用埋管换热器换热实验台做相同工况下的换热实验,取埋深4m、埋深3m、埋深2m处共计12个测温点进行比对,验证数值模拟结果的正确性,并指导数值模拟模型的修正,最后利用数值模拟计算结果分析埋管换热器周围土壤的温度场特性。     

土壤源热泵地埋管群动态负荷模拟换热性能分析

建立了土壤源热泵地埋管换热器五根管群流固耦合全尺寸三维传热动态模型,结合实际工程的动态负荷对夏季放热和冬季吸热工况进行了一年期和十年期变负荷间歇动态模拟,分析了全年冷、热负荷平衡时管群之间的热干扰影响及土壤体温度变化情况。     

U形地埋管地源热泵系统动态性能数值模拟

地源热泵系统全年动态性能模拟对系统方案设计具有重要意义。基于一维非稳态传热数值模型,给出了U形地埋管地源热泵耦合模拟算法。根据建筑逐时负荷、地质情况以及热泵机组性能等条件,耦合模拟方法能够给出长期地温、水温以及系统能耗信息,为方案评估提供依据。与基于解析模型的模拟算法进行了交叉比较,表明数值模型计算准确,计算速度快,具有工程实用性。对某案例进行全年逐时分析,根据模拟结果对钻孔数目及钻孔间距的选择提出相应的建议。     

地源热泵地埋管热短路问题的研究

地源热泵系统研究的重点和难点在于地埋管换热,归纳了影响地埋管换热诸多因素,认为受管内流体与土壤温差、管内流态、供回水管间距、回填材料导热系数、运行时间长短等因素影响,通过对单U地埋管换热性能的数值模拟,对比分析了保温地埋管、非保温地埋管、不同保温管长度及不同运行工况下换热情况,比较分析的结果表明,保温地埋管换热能力要高于非保温管,保温管长度要适宜,不同运行工况对地埋管进出口温差和换热量影响不同。     

土壤温度场对垂直单U形埋管换热性能的影响分析

针对广州地下50m以内土壤温度场,研究广州地区土壤温度的分布特性和变化规律,建立垂直单U形地埋管地下换热区域温度场的三维稳态和瞬态传热模型,模拟冬季工况下埋管区域土壤温度场的分布情况,分析不同土壤初始温度对地埋管换热器埋管深度的影响。最后,计算某一别墅工程动态负荷,选用GLHEPRO3．0进行为期30年的系统运行模拟,分析地下埋管区域土壤热平衡对埋管换热性能的影响,从而为广州地区推广使用土壤源热泵系统的长期高效运行提供理论参考。     

垂直地埋管夏季非连续运行传热相干性数值模拟与研究

通过分析地埋管换热器的传热特性,建立了地源热泵地埋管换热器数学物理模型,利用FLUENT软件对换热器的传热相干性进行了数值模拟,在此基础上,通过对地埋管换热器传热性能实测与夏季非连续运行工况的模拟结果比较,得到不同埋管间距周围的土壤温度沿径向的变化规律及地埋管传热相干性的影响规律。     

四川省某地源热泵工程地下换热性能测试

对工程试验井(双U垂直埋管)分别进行了初始地温测试、制冷工况测试、制冷工况后地温恢复测试、制热工况测试和制热工况后地温恢复测试,明确了工程区域内的地下换热量指标。     

基于TRNSYS的地埋管换热器系统设计模拟分析

在TRNSYS系统上搭建了地埋管换热器模拟平台.以郑州某建筑为对象,设计了复合式地源热泵系统为该建筑的冷热源系统.根据建筑的动态负荷特性,模拟了以优先满足冬季热负荷要求的地埋管换热器系统的动态热特性,分析了在不同钻孔数量下的系统热特性,并确定了系统的钻孔数量.该模拟设计分析方法可为类似的地埋管换热器系统设计提供参考.     

地热源热泵水平埋管换热器实验研究

介绍了于1998年建成的埋深分别为0.9m和1.8m的双层水平埋管地热源热泵系统,内容包括实验装置、换热器几何尺寸、测试仪表及测试数据的处理方法等,并用典型日分析了该系统的制冷和制热性能.同时,对影响地热源热泵系统性能的诸多因素中的埋管尺寸及热泵运行方案等因素也作了分析.     

地埋管地源热泵系统水平集管连管方式的研究

地埋管地源热泵系统因土壤温度稳定、受环境影响小、不占用地上面积,且相对于地表水地源热泵和地下水地源热泵,维护和运行较为简单,故其应用越发广泛。以往的研究多注重竖直地埋管的布孔方式以及布孔深度的研究,而对于地埋管水平集管的连管方式相对较少。水平集管连管方式既影响地源热泵系统管路的水力平衡,还与施工过程的工程量相关。结合工程实例对地埋管地源热泵系统三种水平集管连管方式进行研究。结果表明：完全同程分散式连管方式总水力损失最大,异程集中式连管方式总水力损失最小;异程集中式连管方式,所需的PE管长度最小,钢管长度最大,施工开挖的土方量最小;局部同程分散式连管方式,所需的管长之和最小,施工开挖的土方量最大。     

进口流体温度对U型地埋管换热器换热性能的影响

利用土壤源热泵的热传递模型,模拟分析了在夏季运行工况时不同进口流体温度下井群换热器的换热规律,探讨了不同进口流体温度对换热器换热性能的影响,得出了不同进口流体温度下井群换热器换热量的计算方法,为工程实际提供了理论依据。     

垂直地埋管换热器传热模型及实用分析

介绍了垂直埋管地源热泵地下换热器的传热模型,给出一种适用于工程应用的近似计算方法,并就工程实践应用验证了其实用性。     

垂直地埋管换热器传热模型及实用分析

介绍了垂直埋管地源热泵地下换热器的传热模型,给出一种适用于工程应用的近似计算方法,并就工程实践应用验证了其实用性。     

叉排椭圆管强迫对流换热的数值模拟

本文分析了二维稳态不可压缩流体横掠椭圆管束的强迫对流换热问题.在建立物理模型和数学模型的基础上采用涡量-流函数法对问题进行数值求解.在一定容积的空间内,优化椭圆管排的布置,使得管排与流体之间的对流换热密度达到最大值.比较了当椭圆管的短轴2b等于圆管的直径D时这两种管子的对流换热密度.分析了椭圆偏心率对热流密度的影响.数值计算的结果表明,当空气的ReH在400≤ReH≤900的范围内时,椭圆管换热器的对流换热密度比圆管的对流换热密度约大11%.     

地埋管换热系统关键施工技术及工序优化探讨

本文从换热孔施工、水平管及联络管施工及管道试压、回填施工等多个工序对大同市煤炭清洁高效利用研究所地埋管换热系统安装技术进行了总结分析,同时基于BIM技术提出了钻井施工和水平管连接施工的工序优化策略,取得了良好的经济效益,可为类似工程提供借鉴。