竖直U型地埋管群传热特性模拟

为了探究不同因素对竖直U型地埋管管群传热特性的影响,以竖直U型地埋管周围土壤为研究对象,建立三维非稳态传热物理数学模型。在试验验证和单井的研究基础上,以1a为研究周期,分析了地埋管管群排列方式、热泵蓄取功率比以及土壤类型对竖直U型地埋管管群周围土壤温度场分布的影响。研究表明:钻井间距一定时,地埋管排列方式对地埋管管群周围土壤温度场分布的影响很小;在热泵运行时间一定时,土壤热扩散系数越大,钻井间土壤温度重叠区域越大;土壤导热系数越大,土壤温度波动幅度越小;蓄取功率比越小,土壤热失衡越严重;对于冬季热负荷较大的地区,可以适当地提高热泵蓄取功率比。所建模型得出的土壤温度值与试验值吻合度较好,其最大误差为14.2%。     

环形狭缝通道内流固耦合传热特性的数值分析

建立了流固耦合传热的数值分析模型,求解得到了流固耦合传热性能如温度、传热系数、摩擦系数、汽相体积分数沿换热元件轴向变化的分布。结果表明：随着质量流量的增加传热性能有被强化的趋势;相变之前,传热性能与热流密度的无关,相变之后,传热性能被强化,但趋势逐渐放缓;热流密度越大,质量流量越小,相变点越靠前。     

重力热管两相传热行为可视化实验研究

本文构建了玻璃-金属封接结构的重力热管,搭建了其可视化实验平台,考察了热流密度、加热高度、冷却水温度、充液量对热管传热行为的影响,获得了热管流型与传热特性的关联。结果表明:冷却水温度越高、热流密度越高时,热阻越小。充液高度越高,热阻越小,充液140 mm时热阻最小。可视化实验揭示充液50 mm,90 mm和140 mm的重力热管在不同热流密度下相变行为,并解释不同流型时的温度变化趋势。     

地下水渗流对竖直U型地埋管周围土壤温度场的影响

为了探究地下水渗流对竖直U型地埋管周围土壤温度场的影响,基于多孔介质传热传质和热渗耦合作用,建立了二维地下渗流条件下的传热模型。分析了有无渗流作用,地埋管周围土壤温度场的变化规律,在此基础上探究了地下水渗流速度、土壤热物性参数、热泵运行模式等因素对土壤温度场的影响,研究表明:地下水渗流的作用导致地埋管周围土壤温度场沿渗流方向产生了拉伸,且拉伸幅度随渗流速度的增加而增加;渗流速度越大土壤温度场稳定所需的时间越短且稳定后温度越低;在其他条件不变时,土壤导热系数越大土壤温度场拉伸的幅度愈大;热泵间歇运行模式下在渗流影响区内土壤温度呈现等幅波动,沿渗流方向随振幅径向距离增加而降低,对于渗流影响区以外土壤温度基本不受影响。     

中科院中关村青年小区研究生宿舍冷热站中央监控系统

本文介绍了中科院中关村青年小区研究生宿舍冷热站中央监控系统,包括高、低区空调冷热水系统和生活热水系统以及井水系统共5个子系统.具体有系统设备联锁启停控制,设备台数启停控制,设备排序运行控制,生活热水温度控制,系统定压压力控制及超压卸压保护和报警,软化水箱液位控制,井水系统联锁启停控制以及系统井水流量自动跟踪控制.系统井水流量自动跟踪控制是指在不同工况,不同热泵机组运行台数下,系统对井水流量的需求是不同的,热泵机组运行台数越多,需求的井水流量越大;冷热负荷需求越是高峰,需求的井水流量也越大.本自控系统实现了无论系统对井水流量的需求怎么变化,井水监控系统都可以自动调节井水供水量,满足系统井水需求量,确保所有的机组正常运行.     

土壤源热泵夏季运行中关键参数短期预测的研究

本文通过TRNSYS软件建立了仿真模型模拟土壤源热泵系统的运行,并借助现场实验数据对仿真模型进行修正,得到了在不同系统加载热流密度和不同土壤初始温度条件下,地埋管出水温度和土壤平均温度的逐时变化规律,同时拟合得出了相应的预测公式并分析了其特性,此预测公式对指导土壤源热泵系统的设计和运行控制具有一定的参考价值.     

井对间距对含水层采能区抽水温度的影响

本文介绍了地下含水层储能的基本原理,建立了深井回灌式水源热泵系统含水层储能的数学模型并通过数值计算分别对6组不同井对距离条件下含水层采能区温度场的演化进行了量化研究,并对地温场的演化规律与井对距离之间的关系进行了理论分析,拟合出1个周期运行末期抽水温度相对变化值与井间距之间的关系.研究结果表明,抽、灌井对距离越大,抽水井温度变化越迟缓,且温度变幅越小,其原因是井对间距越大,渗流区水动力影响范围越大,抽、灌区等效渗流速度越小,回灌水向抽水井运动过程中散热(吸热)越充分.     

竖直双U型地埋管传热特性研究

为探究U型地源热泵系统运行过程中土壤温度变化特性,以竖直U型地埋管周围土壤为研究对象,基于有限元分析法建立三维非稳态传热物理模型.研究表明,地埋管周围土壤温度和单位井深换热量均随热泵运行时间增加而增加且趋于稳定;在其他条件不变的情况下双U型地埋管换热量为28.26W/m,单U型地埋管换热量为26.38W/m;流体进口流速和土壤温度梯度对单位井深换热量影响很小;流体进口温度和回填材料对土壤温度和单位井深换热量的影响较大;热泵蓄热-恢复和取热-恢复工况下,土壤温度恢复效果随径向距离及恢复时间增加而增加,土壤导热系数越大恢复的程度越接近土壤初始温度值.     

单井回灌地源热泵系统地下传热的数值分析

建立了单井回灌地源热泵系统地下换热器传热传质数学模型,通过数值计算对数学模型进行求解。通过与工程实验结果进行比较,表明本文所建数学模型及其数值计算方法,较准确地描述了井壁无渗透的裸管形式及井壁处有循环水渗透的单井回灌地源热泵系统地下换热的传热传质特征,由此得到的计算结果能够满足工程设计精度的要求。     

相变混凝土空心砌块传热性能实验研究

以填充相变材料的混凝土空心砌块为对象,采用热箱法对其在夏季气候条件下的传热性能进行实验研究。研究发现,相变材料填充在室内侧比填充在室外侧的效果要好,室内平均温度波幅降低10.0%,室内平均温度降低23.7%,室内平均热流降低12.4%。相变墙体对室内温度和热流衰减与室外环境温度波振幅和室外平均温度有关。室外温度波幅越大、室外平均温度与相变材料的相变温度越接近,相变材料对室内温度和热流的衰减越明显。可以根据不同地区的不同气候温度选择对应相变温度的相变材料,以达到更好的节能效果。     

上海浦东游泳馆地埋管地源热泵系统冬季运行工况测试

测试了该系统2010—2011年冬季的运行参数,包括机组性能系数、土壤温度、机组进出口水温和地埋管换热量。分析了加热游泳池池水采用地源热泵系统时相对于燃气锅炉的节能性和经济性。测试结果表明上海地区的游泳馆采用地埋管地源热泵系统冬季节能效果显著。     

地埋管与新型单井耦合换热技术实例分析

地埋管换热系统难以解决热量不平衡问题，水源热泵系统的回灌问题也未得到良好的解决，单井循环换热系统则可通过轻微的热贯通现象很好地解决以上两个问题。采用地埋管与单井循环耦合换热技术，地埋管与单井循环交替使用能够保证系统长时间连续运行的稳定性和可靠性，为工程减少大量投资，具有一定的实际应用价值。     

北京某同井回灌地下水地源热泵工程现场试验研究

比较了抽灌同井与单井循环系统的异同点。给出了北京某同井回灌地下水地源热泵工程近一年的现场试验数据,包括进出口水温、地下水流量、测井温度。研究表明,地下水流量的选取是同井回灌地下水地源热泵节能的关键。将热贯通分为瞬变热贯通和缓变热贯通,抽灌同井运行过程中的缓变热贯通不明显,应注意瞬变热贯通。对于冬夏均运行的抽灌同井,季节性蓄能是热泵热源的重要组成部分。     

间歇运行下土壤源热泵性能及土壤温度模拟

采用动态仿真软件TRANSYS建立土壤源热泵空调系统模型。针对供热工况,模拟地埋管换热器连续运行模式、不同间歇运行模式(日运行时间不同)下,土壤源热泵蒸发器出水温度、土壤温度随时间的变化以及供暖期能效比。地埋管换热器日运行时间越短,越有利于土壤源热泵的高效运行。     

水源热泵与调峰锅炉联合供热的探讨

对水源热泵 调峰锅炉的联合供热系统的运行阶段、调节方式进行了研究,分析了联合供热系统运行费的影响参数及约束条件。结合工程实例,分析了联合供热系统的经济性。对制热性能系数、热泵热水进出口温度、供热介质实际质量流量、调峰锅炉出水温度、调峰负荷比及地下水出口温度随相对热负荷比的变化了进行了探讨。     

太阳能辅助地源热泵供热运行特性研究

介绍了太阳能辅助地源热泵,对其各装置性能进行了研究。分析了地下埋管换热器进出口水温及有、无蓄热水箱对太阳能辅助地源热泵性能的影响。太阳能辅助地源热泵制热性能系数随地下埋管换热器进口水温的升高呈下降趋势,随其出口水温的升高呈上升趋势。随地下埋管换热器出口水温升高,蒸发器传热量增大。当太阳能辅助地源热泵中无蓄热水箱时太阳能集热器的瞬时集热效率高于有蓄热水箱时的瞬时集热效率。就总体效果而言,有蓄热水箱要优于无蓄热水箱,这样可使地源热泵运行更加稳定。     

不同开停比下地埋管换热器运行特性研究

地源热泵在夏季运行工况中,连续运行可能会导致土壤温度持续升高,机组运行工况恶化。本文对不同开停比下地源热泵U型地埋管地下换热器的传热过程进行了数值模拟,探求不同开停比下地埋管换热器内水温和地埋管管壁温度的变化规律,以期找到地下换热系统运行优化的最佳手段。     

地埋管地源热泵系统冬季运行测试研究

对武汉市清江花园小区地源热泵空调系统2007-2008年度冬季的运行情况进行了测试,分析了机组与系统的性能系数、地下土壤温度、地埋管换热量以及机组进出口水温等参数的变化.计算结果表明,在武汉地区(夏热冬冷地区)使用地源热泵系统节能效果显著.     

不同地区土壤温度及建筑负荷特性对地源热泵系统的影响

本文以我国不同地区的地源热泵为研究对象,首先对地埋管系统建立了CFD模型,根据各地区的土壤初始温度和热物性进行模拟计算,讨论了几种工况下土壤换热能力及地埋管进、出口温差的变化。而后对某办公建筑匹配不同地区的围护结构参数,利用DeST软件进行模拟计算,得出了各典型城市建筑负荷特性,进一步分析了建筑负荷对地源热泵系统的影响。分析可知无论是从热泵机组效率角度考虑,还是从土壤热平衡角度考虑,低纬度地区均不宜单独使用地源热泵系统进行空调和采暖,应考虑采用辅助冷热源,构建复合型采暖空调系统。     

地下埋管换热器传热模型研究现状与发展前景

本文针对目前较具代表性的地下埋管换热器模型、垂直U型埋管换热器模型、单井回灌式换热器传热模型、路桥融雪水平埋管模型作了分析,并根据现阶段的研究和应用情况,给出了地下埋管换热器传热的研究方向。