水平埋管换热器换热性能数值模拟研究

为进一步推广水平埋管式地源热泵系统的运用,以土壤毛管水理论为基础,结合数值仿真试验探讨了水平埋管换热器在不同地下水位深度、不同土壤类型、不同水平管换热器构造下的换热性能,通过对输出参数埋管出口水温、水平管延米换热量以及土壤温度场分布情况的分析,揭示了相关参数对水平管换热性能的影响机制.研究表明:随着地下水位线埋深变浅,...     

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。     

土壤源热泵地埋管传热强化研究现状及其发展

分析了土壤源热泵技术特点及地埋管换热器的影响因素,指出地埋管换热器传热强化是地源热泵研究的核心问题之一,详细介绍了近十年来地埋管传热强化的国内外研究状况,在此基础上指出了土壤源热泵地埋管传热强化的最新进展和有待解决的关键问题。     

地源热泵地埋管换热器传热特性影响因素分析

以地源热泵地埋管换热器为研究对象,介绍了U型管地下换热器的换热过程,并在该种换热器简化图的基础上,对影响该换热器传热特性的因素分别进行了分析,尤其对影响因素中的介质流量、埋管深度、土壤材料、回填材料、地下水水位、U型管间距等进行了重点分析。同时,分别对砂石地质及黏土地质条件下单U、双U型地埋管换热器的经济性作了分析。在埋管方式相同的情况下,在黏土地质条件下的经济成本要低于在砂石地质条件下的经济成本,这主要是由于在黏土地质条件下的钻井费用要远远低于在砂石地质条件下的钻井费用。通过此次分析,对未来地源热泵系统地埋管换热器的应用及改进具有一定的指导意义。     

稳定运行的土壤源热泵系统管群内、外土壤温度场对比分析

基于上海某工程实例,对长时间(≥10h)稳定运行的土壤源热泵中央空调系统单U型地埋管换热器外壁土壤温度场、管群内土壤温度场、管群外土壤温度场变化进行全年测试,并对三种测试数据做了对比分析。测试结果表明:管群外浅层土壤(深度≤25m)温度一年四季变化波动比较大,且地下浅层土壤温度出现最高月份相比于地上环境出现最高温度的月份存在一定的延迟性;管群内的土壤温度会随着系统的长时间稳定运行呈现升高趋势,使地埋管换热器表面与周围土壤之间换热温差减小,导致换热效率下降。通过数据对比分析发现,对于冷负荷明显大于热负荷的建筑采用土壤源热泵系统,若长时间连续稳定运行对地埋管与土壤之间换热造成的影响夏季明显高于冬季。研究结果表明,适当增加钻孔间距、对地源热泵系统采取间歇性运行的模式对加强地埋管换热器与土壤之间的换热至关重要。     

我国地源热泵规范中地下换热器的计算方法讨论

对国内外土壤源热泵地埋管换热器常用计算方法的对比进行了阐述,根据我国地源热泵系统工程技术规范(GB50366-2005)的地埋管换热器计算方法,对某实际工程在夏季工况下的地埋管长度进行了计算,并对计算中存在的几点问题进行了分析,就布置方式和地埋管的间距对地层热阻的影响得到了初步结论.     

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。     

垂直地埋管地源热泵地下环路模拟与分析

主要运用EnergyPlus系统模拟软件,对武汉某住宅垂直地埋管地源热泵地下环路进行系统模拟,分析垂直地埋管换热器设计的埋管深度与管内流量两个重要因素对热泵机组性能的影响,为垂直地埋管换热器设计提供有意义的参考。     

地下水流动对地埋管换热器的影响研究

基于单U竖直地埋管换热器的热渗耦合传热模型模拟分析了夏季工况下地下水流动对地埋管换热器的影响,发现有渗流土壤中随着地下水流速的增加,地埋管换热器单位井深换热量升高,出口水温降低,并且地埋管区域换热达到稳定的时间会缩短,而且使换热器换热达到稳定时能够保持较高的换热量和较低的出口水温。     

土壤耦合热泵系统垂直埋管换热器性能影响因素的模拟分析

采用对钻孔内、外2个传热空间分别讨论的传热分析方法,建立土壤耦合热泵系统垂直埋管换热器传热的数学模型。模拟分析冬季换热过程中埋管周围土壤温度的变化,得出取热工况下地埋管换热器换热性能的影响因素。模拟结果将有助于提高热泵系统的循环经济性能。     

基于预测的复合地源热泵系统控制方法研究

在复合式地源热泵系统中控制策略存在着极大的优化空间,提出一种新的更为有效的控制方法,即在并联系统中直接比较冷却塔和地埋管出口温度的方法,然而在实际运行中只能实时测得一个出口水温,因此需要建立一个可靠的土壤换热器模型预测其出口水温。运用人工神经网络（ANN）实现该做法,利用FLUENT软件模拟动态复合式地源热泵系统为ANN模型提供训练、测试样本。为获得最优模型,土壤换热器的人工神经网络进行优化。结果表明,在LM算法下,隐层神经元数目为14的网络结构最为理想,预测结果绝对误差不超过0.15℃。     

土壤源热泵系统热回收运行性能分析

通过土壤源热泵系统的运行性能分析,认为采用系统热回收的方案,夏季既能减少向地下排放热,又能提高冷水机组的工作效能;春、秋季节地下换热器的换区运行,能平衡各井区被吸收的热量,还能使各井区得到较长间隙的恢复;冬季因系统热回收运行,地下换热器出水大于16℃,使空调机组与热水机组的工作效率高且稳定.     

地下水渗流对垂直埋管换热器换热性能影响的实验研究

地埋管换热器的换热性能是地源热泵空调系统设计的关键问题之一。建立了地源热泵砂箱实验台,实验研究了地下水渗流对地源热泵地埋管换热器换热性能的影响。研究结果表明:地下水渗流可以强化地埋管的换热,且随着渗流速度的增大,强化换热作用越明显。另外,实验结果也表明,U型管周围温度峰值的位置会沿渗流方向向下游偏移,地埋管群布置时应避开该位置,以强化埋管的换热。     

土壤耦合热泵系统地下埋管换热器埋管深度影响因素的模拟分析

在线热源理论的基础上，建立了土壤耦合热泵系统地下埋管换热器传热的数学模型，模拟分析了土壤的初始温度、盘管的入口水温、盘管流体流速及运行工况等因素对土壤耦合热泵系统地下埋管换热器单井埋深的影响；提出了以盘管内流体温度梯度和单位管长换热量为判定依据的确定地下埋管换热器单井埋深的方法。     

影响竖直埋管单位孔深换热量的因素分析

地下换热器是地源热泵的重要组成部分,竖直U型管是最常见的地下换热器形式。运用地热之星,计算和模拟了山东省某地区实际工程地源热泵空调系统。讨论和分析了循环液进出口温度,土壤热物性,换热器结构,地埋管管径对单位孔深换热量的影响,整理分析得出的上述因素对单位孔深换热量的影响,可以作为实际工程优化设计的依据。     

地源热泵地埋管单位埋管深度换热量指标的推导

根据规范中有关公式,代入相关参数进行详细推导计算,得出各部分热阻,进而计算出各类典型岩土的单位埋管深度换热量指标;并利用GLD地埋软件验算,结论相符,可简便应用于实际工程设计。     

地源热泵地埋管系统u型管施工质量控制要点简述

u型地埋管换热器是地源热泵空调系统的核心部分,其施工质量的好坏直接决定最终的空调效果。本文对u型管制作、地埋管系统施工以及需要重点关注的几个问题进行了总结．以便类似工程参考。     

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。     

土壤排取热量不均衡地区地源热泵系统应用研究

对于土壤排取热量不均衡地区,地源热泵应用过程中常会出现土壤热失衡问题,该问题严重制衡了地源热泵系统在该地区长期高效稳定运行。针对此类地区土壤排取热量严重失衡的特点,同时基于土壤排取热量平衡的理念,提出太阳能对土壤进行全年补热的地源热泵—太阳能耦合系统,并通过一个典型工程案例对地源热泵—太阳能耦合系统的设计思路、技术方案、运行策略、经济性能等方面进行了分析与研究。结果表明,相比于常规能源系统,本项目地源热泵—太阳能耦合系统每年可节能308万kWh,节约运行费用47.64万元,节能率达72.13%,节能减排及环境、社会效益非常显著,以期为土壤排取热量不均衡地区地源热泵系统的相关研究及其工程应用提供参考。     

地源热泵系统双U型埋管换热器的测试实验

建立双U型垂直埋管试验井测试实验装置,通过现场测试采集当地的岩土热物性参数,从而确定土壤的原始地温、单位井深的散热量等参数,对地源热泵设计有一定的参考价值.结果表明,土壤的原始地温为19.2℃;夏季工况下,地下换热器的进、出口水温度分别为35"C和31℃时,单位井深的散热量为62.55W/m.