地源热泵技术集成及其推广应用

本文综述了作者近年来在埋管式地源热泵技术方面的研究：改进和深化了现有的地热换热器传热模型，在国际上首次求得有关地热换热器传热的三个重要问题的解析题解，并在此基础上开发了地热换热器设计和模拟计算软件“地热之星”，同时进行了地源热泵供热空调技术的工程应用的推广。实践表明，地源热泵系统是实现建筑供热和空调节能的有效和可行的技术。     

利用热管技术提高土壤源热泵水平埋管换热效能

提出了把热管应用到土壤源热泵的水平埋管换热器中，用以提高换热器周围土壤的温度和稳定土壤的温度场，以减少埋管换热器的占地面积。     

埋管式地源热泵技术的研究及其推广应用

综述了近年来在竖直埋管式地源热泵技术方面的研究：改进和深化了现有的地热换热器传热模型，在国际上首次求得有关地热换热器传热的三个重要问题的解析解，并在此基础上开发了地热换热器设计和模拟计算软件“地热之星”；研制了测定深层岩土热物性的方法和仪器；开发了相关的施工技术、配件和设备；同时进行了埋管式地源热泵供热空调技术的工程应用和推广。实践表明，埋管式地源热泵系统是实现建筑供热和空调节能的有效和可行的技术。     

天津地区双U型地源热泵地埋管换热器性能模拟研究

针对地下水位变化对地源热泵垂直地埋管换热器性能的影响,以天津某工程为例,根据土水特征曲线确定了土壤垂直方向含水量分布和热物性变化,并基于FLUENT软件建立了双U型地埋管换热器的三维非稳态传热模型,对不同工况下的换热器性能进行了数值模拟,将模拟结果与试验结果进行了对比分析。进一步,模拟研究了不同地下水位对换热器性能的影响,其结果对于地下水位变化显著地区地源热泵工程设计、管理具有较好的指导意义。     

垂直地埋管传热相干性数值模拟研究

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软件对其换热器的传热相干性进行了数值模拟,在此基础上,通过对夏季制冷工况的模拟与实测,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。     

U型垂直地埋管换热器性能的影响因素分析

为了了解不同的设计参数对于换热器性能的影响,本文通过建立流体力学三维模型模拟了管长60²00m的地埋管换热器性能。研究结果显示,流体进口温度、流体速度和初始地下温度都对换热器性能有显著的影响,考虑到热通量和压降2个因素,推荐流速为0.5m/s。回填物和土壤的密度及比热对性能的影响小于导热率的影响。文中开发了一个简单的数学模型用于预测回填物和土壤,比热和导热率以及热通量的影响,预测结果与CFD结果高度符合。当换热器的长度从60m增加到200m,热通量下降,影响半径也变小。     

基于圆柱源理论的热泵垂直U型地埋管模拟分析

基于圆柱源理论,建立了U型地埋管换热器传热模型,并进行了数值求解。计算结果表明,夏季U型地埋管换热器在给定进口温度和流量时,连续运行48h后,地埋管出口水温、壁面温度和单位延米换热量基本趋于稳定。单位延米换热量与热响应实验数据误差为3%,验证了模型的准确性。以某地区空调系统地埋管换热器设计为例,模拟分析了不同负荷特性下地埋管换热器的换热性能。模拟结果显示整个夏季运行中地埋管最大进口水温低于设定值37℃,满足机组运行温度要求,设计合理。可为实际的工程应用提供参考。     

水冷板翅式正丁烷冷凝器传热性能的实验研究

铝制板翅式换热器是一种高效换热设备,具有体积小、金属消耗量低及传热效率高等重要优点。由于丁烷对铝没有腐蚀作用,从而为以正丁烷(或异丁烷)为工质的中间介质法地热电站采用铝制板翅式换热器创造了有利条件。为了从各方面探讨和研究地热电站采用板     

基于埋地换热器的强化传热研究现状及展望

地埋管换热器作为直接与岩土接触进行取/释热装置,其换热性能决定了土壤源热泵系统的运行效率。地埋管换热器强化传热研究旨在提高土壤源热泵系统运行效率及地能利用率。通过对土壤源热泵地埋管换热器的研究进行综述,论述了地埋管换热器的研究现状及发展动态,分析影响地埋管换热器换热的主要因素及强化换热措施。兼顾理论知识及工程特点,提出目前研究存在的问题,指出日后研究方向及重点,并对土壤源热泵的发展进行展望。     

地热用波纹管换热器的结构设计及仿真分析

地热用波纹管换热器主要是用于换取地下温泉的热量。重点介绍了波纹管换热器的结构设计及换热分析,基于湍流模型和PISO算法对波纹管内的流场和温度场进行了瞬态计算,目的是为波纹管换热器的研发提供理论分析和数值模拟依据。     

新型同轴套管式换热器强化传热研究

同轴套管式地热能开采技术是用于中深层地热能开采的有效方式。为了增强同轴套管式换热器的换热效率,提出了一种带螺旋翅片的新型同轴套管式换热器。基于有限体积法,对比分析新型与普通型同轴套管式换热器的换热性能,得到螺旋翅片结构对换热性能的影响,揭示其强化传热机理。结果表明：通过增加螺旋翅片的翅高或减小螺旋翅片的螺距,可有效增强同轴套管式换热器内流体流动的湍流动能,达到提高换热性能的目的;与普通光滑管换热器相比,翅高为19 mm,螺距为300 mm的新型换热器在雷诺数为27000时,努赛尔数提高了35.5%,摩擦系数提高了91%,热性能系数达到最高1.093;增加翅片和减小螺距都可以增加采出温度和采热功率,翅高为19 mm,螺距为300 mm换热器较光滑管换热器采热温度提高了5.4 K,采热功率提高了32.4%。为高效同轴套管式换热器设计提供了理论依据。     

地下水渗流对地埋管传热影响的理论分析

根据有渗流时无限大介质中线热源温度响应的解析解,讨论了在不同地下水流速和土壤热物性条件下,地下水渗流对地埋管与周围土壤的换热影响;并介绍了在地埋管换热器设计中,选择Pe数作为是否应考虑地下水渗流因素的判别条件.     

Achievement of geothermal energy using ground heat exchanger in Ma’en

Geothermal energy in Jordan is a low-emission and renewable source that could provide households and commercial buildings with heating and cooling. Access to this ‘free’ energy may be available just a few feet underground. Thus, the objectives of this research are designing a ground heat exchanger that utilizes geothermal energy in heating to exchange the primary geothermal fluid with a secondary clean fluid, determining the feasibility of designing a ground heat exchanger system to pump geothermal energy under the weather conditions of the Ma’en area in Jordan and calculating the amount of energy saved. The design procedure involves applying energy and momentum equations around the geothermal fluid circuit. The FLUENT software program is used to calculate the ground heat exchanger parameters and the amount of energy saved. Finally, the feasibility study shows that the Geoexchange systems represent a savings to homeowners of around 70% in the heating mode, and up to 50% in the cooling mode compared to conventional fossil fuel systems.     

同轴套管式深井换热器的换热性能分析

同轴套管式深井换热器是一种开采地热能的有效方式,为了提高其换热器的换热性能,采用有限体积分析方法,开展了同轴套管式深井换热器传热性能研究。通过建立近地热源区域的同轴套管式深井换热器三维传热模型,分析了入口流速、入口温度以及保温管距井底距离等关键因素对换热器采热功率的影响,结果表明:入口流速由0.1 m/s增加到1 m/s,采出温度降低了9.82 K,采热功率增加了7倍;入口温度从288 K增加到308 K,采出温度增加了13.61 K,采热功率下降了17.2%;距井底900 mm距离降低到 100 mm,采出温度增加1.91 K,采热功率增加了6.57%。     

燃气钢瓶调质炉余热回收的实践

介绍了1种复合式热管换热器，在高温段采用螺旋翅片槽管换热器，而在低温段采用热管换热器进行2级逆流换热，成功地应用于燃气钢瓶调质炉的余热回收利用领域，并讨论了强化传热措施和工业炉燃料的节约率等相关内容。     

重叠式多套管换热器结构与管头密封设计

多套管换热器具有不易堵塞、拆洗更换内管简单方便等特点,可满足高粘易堵介质换热的使用要求。其内管与管板可拆式非焊接密封连接是影响设备整体密封可靠性的关键。介绍了一种多套管换热器及内管可拆卸的密封结构,其密封采用螺纹球面内管接头加填料函密封形式,在实际应用中得到了满意的密封效果。     

微热管式换热结构在电暖器中的应用

设计一种基于高性能微热管传热技术的平行翅片换热结构来革新一般对流式电暖器的散热结构,并制作出样品进行实验研究。实验装置采用直径为6mm、外壁为铜和工质为水的新型沟槽式微热管。设计过程中,利用热分析软件Icepak对设计结构的效果进行模拟,并与实验数据进行比较分析,给出结果。     

高温热管换热器的研究与工业应用

介绍了以液态金属热管技术为代表的高温热管换热器的研究与工业应用。研究内容涉及液态金属热管传热性能及其传热极限的研究、高温热管换热器整体传热特性及效率的试验研究、液态金属热管工业应用安全性的研究、低合金钢－液态金属热管相容性的研究、高温热管换热器的模拟优化研究。基于理论及实验研究基础，高浊热管换热器得以在工业领域应用，介绍了高温热管热风炉与高温热管取热器的工业应用实例。     

热管换热器用于LED冷却系统的试验研究

研发了一种将大功率发光二极管(LED)散热和热管传热相结合的用于大功率LED冷却的热管散热器,并对设计出的热管散热器的传热性能进行了试验研究。结果表明,该热管散热器具有良好的散热能力,在输入功率为50W的情况下能控制节点温度在70℃以下,而且热管换热器的散热能力和工作倾角有密切关系,倾角越小,散热能力越好,垂直使用时散热能力最差,最后从理论上加以分析。     

燃气钢瓶调质炉余热回收的实践

介绍了一种复合式热管换热器,在高温段采用螺旋槽翅片管换热器,在低温段采用热管换热器进行2级逆流换热,成功地应用于燃气钢瓶调质炉的余热回收利用领域,并讨论了强化传热措施和工业炉燃料的节约率等相关内容。用燃料废气热量来预热空气是燃烧炉最有效的节能措施,例如废气温度为700℃,废气带走的热损失率为40％,若把空气预热到300℃就可以节约燃料达到15％。