中深层地埋管换热器传热过程对周围岩土体的热影响

利用传热数值计算模型,分析了不同取热工况下地埋管周围岩土体的温度响应及变化情况.给出了热影响半径的定义,研究了不同运行时间和取热负荷下单个钻孔和多个钻孔埋管对周围岩土体产生的热影响半径.结果表明,当钻孔深度为2 000 m时,1 750 m处的热影响半径最大;当采用3X3的钻孔布置形式时,建议钻孔间距大于100 m,名...     

中深层地热用地埋管换热器研究利用进展

提取地热能使用的主要装置是地埋管换热器,本文介绍了地埋管系统的工作机理,综述了目前国内外地埋管换热器特别是中深层地埋管换热器的理论研究现状与实际利用情况,并指出了研究要点和未来发展方向.     

中深层套管式地埋管地源热泵系统能效分析

中深层套管式地埋管地源热泵系统的能效受多种因素影响,为保证其高效运行,对其影响因素进行研究尤为重要。本文建立了中深层套管式地埋管地源热泵系统换热器传热模型,采用工程实测数据验证该模型的准确性。基于该模型,量化了一个供暖期内多种因素对系统能效的影响。结果表明：进口水温和岩土导热系数对系统能效具有重要影响,回填材料导热系数对其影响较小;增大循环流量会提高取热功率,但系统能效也随之降低,当循环流量由8.33 kg/s增大至10.56 kg/s时,取热功率提升4.95%,能效下降1.23%;增大外管管径、岩土和回填材料的导热系数能够提升系统能效,但达到一定数值后,对能效提升效果不显著。本研究对中深层套管式地埋管地源热泵系统长期稳定运行及能效提升具有参考意义。     

地埋管换热器的数值模拟及传热分析

建立了竖直U型地埋管换热器与土壤耦合换热的三维数值模型,模型考虑了U型管的实际形状,管内流动状况与实际物理、几何条件完全符合,这与以前研究者将U型管两只管腿等效为柱热源的数学模型相比有质的改进,并把数值解与解析解进行了对比,得出在实际工程设计中,采用所建立的三维模型是可行的。同时,模拟了U型管轴向、周向、径向和沿U型管管长方向的温度变化趋势。为垂直U型地埋管的设计计算提供必要的参考。     

单U形和双U形地埋管换热器传热模拟

以单U形和双U形地埋管换热器为研究对象,应用FLUENT软件对其传热性能进行了数值模拟。将计算结果与实验测试结果进行比较,验证了该模拟模型的准确性。结果表明,在排热工况下,单U形管换热器的单位井深换热量约为86 W/m,而双U形管换热器的单位井深换热量达到120W/m。在打井费用较高的场合,可以考虑使用双U形管。研究了进口水温、流速以及埋管深度等因素对U形管传热量的影响。     

不同运行模式下中深层地埋管换热器取热特性

建立中深层套管式地埋管换热器数值传热模型,基于有限差分法将控制方程离散求解。对不同运停比下地埋管换热器连续运行15个供暖期的出水温度、热损失率进行模拟分析。随着运行时间的延长,4种运停比(8:16、12:12、16:8、24:0)供暖期结束时地埋管换热器的出水温度均逐年降低,前期温降速率比较大,后期比较平稳。相同供暖期,供暖期结束时地埋管换热器的出水温度由高到低对应的运停比顺序为：8:16、12:12、16:8、24:0,以第1个供暖期结束时地埋管换热器的出水温度为基准,第15个供暖期结束时地埋管换热器的出水温度分别下降2.18%、3.61%、5.23%、9.23%。由模拟结果可知,第15个供暖期末,运停比8:16、12:12、16:8、24:0对应的地埋管底部的循环水温度分别为39.70、33.97、36.71、28.93℃。降低运停比有利于岩土热恢复,提高热泵机组的制热性能。运停比8:16、12:12、16:8、24:0对应的地埋管换热器热损失率分别为48.86%、50.07%、51.09%、52.40%。降低运停比有利于减小热损失率。     

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...     

地下埋管换热器传热模型的研究现状与发展

针对目前比较有代表性的地下埋管换热器模型,单井回灌式换热器传热模型进行了分析,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。     

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。     

地源热泵地下垂直埋管换热器的试验研究

介绍了地源热泵的发展意义及前景, 参照国外地下埋管换热器岩土温度场的求解方法,采用线源理论及热阻网络分析方法建立了传热模型,提出了采用计算法确定大地初始温度并与实测值进行了对比。在建设的垂直埋管换热器试验装置上进行了单管、三管串联运行试验,为开发地源热泵技术提供了可供参考的数据。     

桩基地埋管换热器传热性能研究

土壤源热泵地埋管换热器占地面积较大,配合采用桩基地埋管换热器将大幅缩小占地面积.结合工程实例,对采用W形地埋管的桩基地埋管换热器的热流量进行了测试,其传热性能高于常规单、双U形地埋管换热器.     

地源热泵地埋管换热器传热研究(2):传热过程的完全数学描述

建立了管内流体换热和土壤换热的耦合模型,并在此基础上建立了与地面热泵模型耦合的地源热泵系统仿真模型.给出了边界条件和计算参数的确定方法,计算参数包括:流体与管内壁面的表面传热系数、地面的表面传热系数、大气温度、不同埋深土壤温度、多孔介质土壤有效导热系数.     

地埋管换热器传热模型的回顾与改进

回顾了国内外关于地埋管换热器的设计计算理论、传热模型及其计算方法,发现几乎所有的模型都未考虑地下水渗流的影响。举例说明地下水流动对地埋管换热器有较大的影响,建立了考虑热传导和地下水流动共同作用的地埋管换热器的传热模型,并且对单井地埋管进行了初步分析,结果表明地下水渗流能增强盘管的换热能力。     

垂直埋管地热换热器的传热模型与计算

讨论垂直埋管地源热泵地热换热器的传热模型,给出了一维圆柱面模型的解析解。将该解析解与目前常用的线源模型解做了比较,指明了线源模型的适用条件;与常热流半无限大平 壁解的比较,得到了小傅里叶数时该解析解的近似公式。     

水平埋管换热器地热源热泵实验研究及传热模型

介绍了于1998年所建成的埋深分别为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,又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作了分析。另外,本文参考VC.Mei传热模型并根据热传导方程建立了水平埋管换热器传热模型。     

土壤源热泵地埋管换热器传热机制研究

分析了土壤源热泵地埋管换热器与土壤的传热机制,建立了导热机制与渗流传热机制下的地埋管传热模型。在导热与渗流传热机制下,模拟了制冷工况下4×4排列群井的温度分布,提出了群井布置的优化方法。     

U形地埋管换热器的三维数值模拟及传热分析

利用非稳态流动能量守恒方程得到了U形管内流体温度沿管轴向的变化关系,建立了U形地埋管换热器与土壤耦合换热的三维数值模型.把数值解分别与解析解和TRNSYS中的DST模型进行了对比,得出利用数值模型可以提高瞬时传热模拟结果精确度的结论.分析了在给定外界负荷的情况下U形管进出水温度、释热量和外界负荷之间的相互关系.     

地源热泵地埋管换热器热响应试验方法及影响因素研究

岩土的综合导热系数是地埋管换热器准确设计的重要参数之一,获得岩土综合导热系数较为广泛的方法是现场岩土热响应测试。阐述了热响应试验的理论基础,介绍了热响应试验的两种方法,并对影响热响应试验结果的因素进行了分析。结果表明,测试时间、岩土初始温度及流体进口温度都会影响热响应测试结果的精度,因此,在进行热响应实验时,首先要保证足够长的测试时间,同时,要测试出准确的岩土初始温度。在测试过程中,要控制热响应测试系统地埋管进口处的温度和进出口温差,使其在热泵机组名义工况范围内。