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。     

地道风系统与换热新风装置的耦合应用研究

提出了一种由地道风系统与换热新风装置组成的复合新风系统,通过数值模拟研究了风管直径、风管埋深、送风速度和土壤类型对系统热性能的影响。结果表明：冬季工况下复合新风系统作为独立热源时,对室外低温空气具有足够的加热能力,最大温升约30℃;该系统对室外空气温度波动具有平抑作用,随时间的延长更为明显,提高了室内热适应性。建议在北京市应用该复合新风系统时风管直径取150～250 mm,风管埋深取20 m,送风速度取3～5 m/s。     

地道风的空气源热泵在寒区应用研究

针对寒冷地区普通空气源热泵在该地区冬季使用时制热量衰减、室外极易结霜等缺点,提出以地道风作为空气源热泵的低位热源。以济南市为例,采用DeST软件对寒冷地区冬季气象条件进行了模拟分析,并根据换热模型计算得出了埋深6m的地道出口空气温湿度的变化值。结果表明,与普通空气源热泵相比,基于地道风的空气源热泵不仅可以充分利用土壤层储存的自然热量,还可以有效地提高热泵的性能系数,避免热泵的结霜,节能效果显著。     

基于地道风的空气源热泵系统研究及应用

本文针对普通空气源热泵系统在冬季使用时存在的制热量衰减、室外机易结霜等问题,提出了以地道风作为空气源热泵低位热源的方案。首先,利用CFD模拟软件对冬季地道内空气与土壤的换热过程进行了数值计算,并从理论上证明了基于地道风的空气源热泵系统在冬季运行时不存在结霜问题。而后,对基于地道风的空气源热泵机组进行了冬季性能测试。结果表明,与普通空气源热泵系统相比,基于地道风的空气源热泵系统在冬季运行时的制热量和性能系数都有显著的提高,且室外空气温度越低,增幅越明显,尤其在温度极低的情况下,系统的应用优势更加显著。     

不同管径埋管换热器换热性能及影响因素分析

结合岩土热响应试验,对岩土热响应试验结果的获取方法进行了分析对比,得出无功循环方式获取土壤平均温度和线热源法计算导热系数已完全满足工程需要。对双U形式不同管径不同深度的地埋管换热器取同一计算条件对换热性能进行了比较,得出120 m深时DN32双U管换热性能较DN25双U管提高20%~35%,而150 m深时,仅提高3%左右;同一管径条件下,增大换热孔孔深延米换热量的数值随之减小。结合现场试验对影响因素进行了分析,得出无功循环初始平均温度随流体流速增大而减小,计算导热系数随初始平均温度增大而减小,延米换热量随初始平均温度增大而增大;计算导热系数随回填材料导热系数增大而增大,增长至一定值后趋于稳定,延米换热量随之呈先增后减曲线变化;延米换热量数值受换热孔深增大而减小,且随管径变小影响越来越小。     

地铁专用间接蒸发冷却器布水方式优化

为了解决常规间接蒸发冷却器由于表面水膜均匀性、完整性差而导致换热效率低的问题,提出了两侧旋转布水间接蒸发冷却器,进行了3种布置方式下的换热性能实验,运用正交实验对影响换热器性能的因素进行研究,研究表明:开孔正对气流方向时换热器换热性能最佳,且旋转布水装置存在最佳转速76r/min,喷水量、空气流速、冷却水流量、冷却水进口温度的增加使换热器的换热量增大,喷水温度、空气温度的升高使换热器的换热量减少,其中冷却水进口温度的改变对换热性能的影响最为显著,温度由35℃上升到39℃时,换热量提高37.62%,单位面积换热量为1.14kW,该换热器可安装于地下车站排风坑道内,可有效地解决地铁站冷却塔安装位置难题。     

冬季基于地道风空气源热泵系统实验测试

基于地道风的空气源热泵系统是以经地道换热后的空气作为冷热源的热泵系统,这种系统由于室外机环境的改善,其制热效率大大提高。本文对该系统冬季运行时的制热量、输入功率及性能系数进行了实验测试及结果分析。实验数据结果证明基于地道风的空气源热泵系统是一种较高效的建筑节能方式,在温度极低的寒冷地区应用优势愈加明显。     

严寒地区被动式建筑地道风系统应用分析

严寒地区被动式建筑新风采用地道风系统可有效降低建筑能耗.以哈尔滨地区为严寒地区代表城市,研究了不同地层深度下的土壤温度,针对钢筋混凝土和不锈钢两种材质的管道,分析了入口温度、 管道风速、 管道直径、 管道数量对地道风出口温度的影响.综合考虑地道风出口温度,管道成本和工程成本等因素,严寒地区地道风系统埋深宜在6～9 m范...     

前圆后椭圆管管翅式换热器性能模拟

建立前圆后椭圆管管翅式换热器的三维模型,采用模拟方法,研究前圆后椭圆管管型、入口空气流速对管翅式换热器速度场、压力降、温度场、换热量、换热性能强化评价指标的影响。以半径为4.5 mm的圆管作为换热管标准管型,保持前圆后椭圆管的周长与圆管周长一致,调整半径比(椭圆长半径比圆半径),得到不同的前圆后椭圆管管型。换热性能强化评价指标大于1表示前圆后椭圆管综合性能好于圆管,越大于1说明管翅式换热器的综合性能越好。入口空气流速一定时,增大半径比有利于减小管翅式换热器压力降。在较大的入口空气流速下使用前圆后椭圆管能有效减小管翅式换热器的压力降。入口空气流速为4.0 m/s、半径比为4.0时,热工水力性能参数最大,管翅式换热器的综合性能最佳。     

气象参数对闭式冷却塔换热性能的影响

本文以南京为例,研究夏热冬冷地区土壤源热泵系统中闭式冷却塔的运行特性。采用TRNSYS软件进行系统仿真模型的模拟计算,模拟了土壤源热泵系统中闭式冷却塔在气象参数影响下的换热性能,及换热量的变化情况。通过对模拟结果进行数据处理与分析,得出影响闭式冷却塔换热性能的主要影响因素。换热量的变化曲线可参照相对湿度的变化曲线,进而得出换热性能最佳的运行时间段。     

四川绵阳某高校地源热泵地埋管换热特性研究

对绵阳某高校的土壤热物性参数进行了测试,并利用实测数据验证了数值模型的可靠性。建立了单U型和双U型地埋管的传热模型,并对地埋管换热特性进行了数值模拟,得到了进水温度、进水流速、钻井深度、回填料导热系数、土壤初始温度等因素对地埋管换热器换热性能的影响规律。结果表明:双U型地埋管的单位井深换热量、总换热量和能效系数较单U型地埋管高,但供回水温差较小;地埋管内水流流速与换热量及系统阻力直接相关,建议取0.4~0.8 m/s为宜。     

基于基坑肥槽的地道风节能技术研究

探究了不同基坑支护形式下的肥槽断面差异,发现基坑肥槽内有大量"免费"空间可用来埋管或敷设土建风道,且随着基坑深度的增加,肥槽体积呈倍数增长,非常适合地道风技术的应用。以南宁地区某车库地道风项目为例,利用MATLAB软件采用二维稳态传热模型简化计算了地道风热传递过程。模拟结果表明,覆土3 m以下空间全年土壤温度波动很小,且随着埋深的增加,土壤热惰性效应越发明显,埋深6 m处全年最高温度出现在12月,实现了很好的跨季节蓄热。同时,随着地道长度的增加,单位长度地道的降温能力明显下降,从经济合理性考虑,建议系统管路不宜超过300 m。与多联机系统进行对比,地道风系统年均可节电约13万kW·h,静态回收期约6.7 a,全寿命周期内节能效益显著。     

地埋管群换热冷热负荷比和布置形式的影响

给出竖直地埋管群换热的简化假设及传热模型。以钻孔之间的间距为5 m,埋管深度为100 m,25 m×25 m方形地埋管群布置为例,从第1年夏季开始运行,运行10 a后夏季结束,夏季和冬季分别运行90 d,运行期间机组每天运行24 h,分别模拟冬季单位长度换热量为30 W/m、夏季单位长度换热量为50 W/m时,冷热负荷比分别为1. 5∶1、2. 0∶1、2. 5∶1时,以及不同的管群布置形式(不同的体形系数)条件下,地下温度场的变化。冬季单位长度换热量为30 W/m,夏季单位长度换热量为50 W/m时,地埋管群区域最高温度超过35℃,平均温度约为24℃左右,钻孔处的平均温度约为38℃,高于标准空调工况的冷却水温度范围,影响换热。随着冷热负荷比的增大,地埋管群区域热量累积越多,负荷热不平衡性表现越明显,越不利于地埋管换热。4种布置形式中,体形系数越小,地埋管群区域的温度升高速度和幅度越大,地下热量堆积越严重。     

地道风系统的研究现状及进展

作为可再生能源利用技术,地道风系统已被广泛应用到建筑空调通风领域中。本文首先对地道风系统换热特性的研究进展进行总结概括,然后对当前地道风系统性能影响因素的研究成果进行归纳汇总,包括地道参数、地道结构、土壤特性和通风时间,再对四种与地道风系统相结合的复合式技术进行介绍,最后,基于上述研究成果对今后地道风系统的发展方向进行展望。     

套管式地埋管换热器换热性能实验研究

以深度为60 m的镀锌钢管套管式地埋管换热器地源热泵系统和热电阻测温系统为实验平台,对土壤温度、套管式地埋管换热器换热性能及换热器对周围土壤的热影响进行了实验研究。研究表明,南宁市地下5~60 m的土壤温度为23.2~23.7℃;Φ80和Φ65套管式地埋管换热器的合理流量分别为1 500 L/h和1 200 L/h,对应的单位井深换热量分别为107.5W/m和81.4 W/m;不同内管导热系数对套管式地埋管换热器换热性能的影响很小;内进外出流动模式换热器的换热性能优于外进内出模式;间歇运行有利于土壤温度的恢复。     

含有导流挡板膜片式换热器换热特性研究

本文对含导流挡板的膜片式换热器换热特性进行研究。采用Fluent软件研究新风进风温度和速度对换热器的换热效率、传热速率等影响。研究表明换热效率仅与新风进风速度有关。进风速度是换热器的传热速率的主要影响因素。在本文研究条件下,速度从0.8 m/s增加到2 m/s,换热效率下降22.5%。新风进风温度为38℃,速度为2 m/s时,每层通道的传热速率达到15.6 W。新风进风温度为30℃,速度为0.8 m/s时,每层通道的传热速率仅为4.3 W。研究表明,新风气流通过换热器后速度越大压降越大,新风进风速度为0.85 m/s时,换热效率可达81%,因此,适当降低新风进风速度,可获得更好的热回收效果。     

结构参数对矩块式换热器传热性能的模拟研究

矩型块状式错流换热器是针对高压工况设计的一种高效换热设备,为了充分利用热源的热量,提高换热效率,本文将热流体管道设计成蛇型管.通过数值模拟分析了在相同运行工况下,不同的金属固体填充物的导热系数、 流体通道管径、 冷热流体通道间距等结构参数对换热性能的影响.模拟结果显示:换热器的传热系数及传热效率随固体填充材料导热系数的...     

地下水渗流对地埋管换热器传热效率的影响

基于垂直单U型地埋管换热器的实际形状,建立了三维非稳态地下水渗流传热模型,分析了夏季工况下地下水渗流速度、渗流温度、地埋管进水温度以及管内流速对地埋管换热效率的影响。引入换热效率系数来量化地下水渗流对地埋管换热能力的影响程度。结果表明:考虑地下水的渗流可以有效的强化换热效率,对地埋管的传热影响显著;增大地下水渗流速度和减小渗流温度可加强地埋管的换热能力;选取合适的地埋管进水流速可降低系统能耗,增加换热量;根据不同的空调房间负荷,合理设计地埋管进水温度能保证热泵主机的高效运行。     

地表水换热盘管换热特性的理论与试验研究

建立了地表水换热盘管的换热模型.对换热盘管在不同换热工况下的换热性能进行了测试,分析了管内外流速、管径及放热或吸热工况对换热性能的影响,分析了换热盘管换热量与盘管长度的关系,给出了不同接近温差时吸热量与盘管长度的关系曲线图.     

地道风系统在成都地区被动建筑中的应用研究

地道风系统在被动建筑中的应用具有重大的节能意义。针对成都地区未应用地道风系统的现状,提出在此地区工程应用地道风系统动态换热模型。通过模型简化,建立一维非稳态换热模型,进行动态模拟。并以成都某被动建筑为研究对象,给出系统的埋管长度、直径和风速等设计参数建议。最后分析该系统在被动式建筑中应用的节能性。结果表明节能效果良好,夏季满足率达到35.1%,冬季对新风做预热处理。为地道风系统在成都地区被动建筑的适用性提供理论依据。