竖直埋管地热换热器钻孔内的热阻

提出了确定地源热泵系统竖直埋管地热换热器钻孔内热阻的准三维模型。在考虑钻孔深度方向管内流体温度分布和U型管两支管相互热影响的条件下，导出了更为精确的计算钻孔内热阻的解析式，可供工程设计计算使用。分析了新模型与原有二维模型计算钻孔内热阻的偏差及其影响因素。并结合具体的实例进行了对比计算。     

竖直U型埋管换热器换热特性研究

本文建立了分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程的准三维模型,通过对U型埋管两支管内循环流体的能量平衡方程的分析与推导,求得了该传热问题的解析解,得到了计算U型管换热器中流体温度沿深度变化的解析式。进一步研究了回填材料、管内流量、管脚间距、管材导热系数等因素对地埋管换热器换热性能的影响,并引入了钻孔换热效率来评价地下换热器的换热性能。     

竖直埋管地热换热器的设计和参数分析

本文通过对某住宅小区地源热泵系统地热换热器的方案设计的工程实例,介绍了采用《地热之星》软件设计地热换热器的方法;讨论分析了回填材料导热系数、岩土导热系数、钻孔间距以及循环液的类型四种主要因素对地热换热器设计尺寸的影响,并指出提高回填材料导热系数、适当增大钻孔间距以及选择凝固点较低的循环液有利于减小钻孔长度,从而节省地热换热器的初投资。     

竖直地埋管换热器优化设计与模拟软件

本文首先讨论了地源热泵系统竖直埋管地热换热器的理论传热模型及其解析解,然后详细介绍了根据这一模型开发并完善的地热换热器设计和模拟计算软件"地热之星GeoStar V3.0"。该软件除了根据负荷设计计算地埋管的总长度以外,还可计算系统的热泵能耗、地埋管换热器的换热量、孔壁的温度变化以及其他性能参数。GeoStar V3.0还增加了设计太阳能辅助地源热泵系统的功能,可对热负荷占优的建筑进行太阳能集热器与地埋管换热器联合运行的优化设计。本文最后针对某一地源热泵示范工程进行了设计计算。使用结果表明,软件中采用的理论传热模型和设计计算方法可以较精确地用于指导工程实践与相关的科研项目。     

地热换热器U型埋管的传热模型及热阻计算

讨论了地源热泵地热换热器竖直U型埋管钻孔内的二维稳态传热模型。基于钻孔内的温度场的二维解析解，得出钻孔热阻表达式。分析了影响钻孔热阻的几个相关因素，通过与一维简化模型得到的钻孔热阻相比较，认为采用二维模型可以为工程设计提供更准确可靠的热阻数据。     

竖直U形地埋管换热器优化设计

以地埋管地源热泵系统模型为基础,引入竖直U形地埋管换热器的DST模型,将钻孔深度、钻孔间距和钻孔数量作为热泵系统的设计优化变量,通过全寿命周期内的系统运行模拟,提出了确定热泵系统换热器组群最优组合形式的方法。为地埋管地源热泵系统的方案优选和运行策略的评估提供了必要的理论依据。     

地源热泵U型竖直埋管换热器性能实验分析

利用已经搭建好的地源热泵实验系统对系统的U型竖直埋管换热器进行实验研究。分析了系统进入非稳态导热的"正规热状况阶段"的特性,对比了夏季连续运行工况下埋管间距为4 m时,单、双U型埋管换热器的换热性能及不同运行方式下埋管换热器的换热性能,探讨了冬、夏两季地源热泵系统的运行性能差异。     

竖直U形地埋管换热器传热特性实验研究

竖直U形地埋管换热器进水温度一定的条件下,进出水温差不仅反映地埋管换热器的换热能力,还影响着地源热泵的运行效率,引入地埋管换热器能效系数反映此影响特性。实验研究了地埋管换热器进水温度、流量、地埋管埋深对地埋管换热器传热特性的影响。提高地埋管换热器的进水温度、降低流量、增大地埋管埋深可以有效增大能效系数。受地质条件与经济性等制约．地埋管换热器进水温度、埋深不能无限制增大,流量不能无限制减小,应根据实际情况进行优化分析：     

土壤源热泵竖直U型埋管换热器冬季性能测试

对土壤源热泵竖直 U 型埋管换热器进行了冬季性能测试。循环水质量流量分别取4.0、3.5、3.0 t/h 各运行5 d,测量与埋管井不同距离的3口测温井的土壤温度。在以埋管井为圆心的作用半径中,距埋管井较近的测温井土壤温度受到埋管井温度变化的影响较大;反之,受埋管井温度变化的影响较小。随着室外温度下降,虽然埋管换热器循环水质量流量减小,但土壤温度还是有所下降。热泵机组平均制热性能系数、单位井深热流量随着埋管换热器循环水质量流量的下降有所下降。     

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。     

垂直U型埋管换热器全年试验分析及模拟

通过分析,建立了120 m深垂直U型埋管换热器及土壤温度场的数学模型,并就典型气候条件下换热器的换热性能及周围土壤温度场的变化情况进行了实测分析及数值模拟,为夏热冬冷地区地埋管换热器系统的设计、施工提供一定参考。     

竖直单U形地埋管换热器单因素敏感性分析

基于竖直单U形地埋管换热器的热渗耦合传热模型,分析了岩土导热系数、岩土体积热容、岩土孔隙率、原始地温、地下水渗流速度、埋管深度、管内流体流量、地埋管进口水温及运行模式等因素对地埋管换热器换热性能的影响。进行了单因素回归分析,拟合得到了单位井深换热量及地埋管出口水温与各个参数的回归方程。     

合肥地区垂直U型埋管换热器实验分析及模拟

文章选取80m深垂直U型埋管换热器进行了理论分析,建立了埋管换热器以及周围土壤温度场的数学模型,实验分析了合肥地区夏季典型气候条件不同运行模式下地埋管换热器的换热性能及其周围土壤温度场的变化情况;最后对地埋管换热器长期运行工况进行了模拟,给地源热泵系统施工提供了一定的参考价值。     

双U形地埋管换热器冬季周围土壤温度变化

建立了计算地埋管换热器周围土壤温度的数学模型。结合天津地区某实际工程,采用跟踪测试方法研究了冬季双U形地埋管换热器周围土壤温度的变化。深度为10m以下的土壤温度基本不受环境温度的影响。随着深度的增加,土壤原始温度逐渐升高,在深度为10～120m范围内,土壤原始平均温度为15．9℃。地埋管换热器冬季的热作用半径为1．5～2．5m。     

地源热泵竖直地埋管换热器的热平衡问题及解决方案

介绍了地埋管地源热泵使用地区的地域差异和由此导致的土壤吸、放热不平衡.重点讲述了解决这种热失衡的两种方案,即太阳能辅助加热和冷却塔辅助冷却.这两种混合式地源热泵系统可以分别有效地解决北方地区和南方地区竖直地埋管换热器取、放热不平衡的问题,使地源热泵系统同样可以在冷热负荷差别较大的地区得到高效率运行.     

地热源热泵地下埋管换热器传热模型的综述

介绍了地源热泵地下换热器模型发展的过程和现状, 并给出了几种典型的模型形式。     

基于层换热理论的竖直地埋管换热器设计方法

建立了地源热泵竖直地埋管换热器的三维传热温度场数学模型,模拟计算了不同季节不同工况下地埋管换热器内的水温分布。提出了层换热理论,竖直地埋管换热器及其周围岩土可以分为三个换热层——饱和换热层、换热层、未换热层。通过实测验证了该层换热理论。介绍了地埋管换热器埋深的确定、出水管的保温及流量的确定等。     

U型地埋管换热器换热性能分析

为了探索U型地埋管换热器的换热规律,文章采用数值仿真模拟对二维U型地埋管换热器换热性能进行了分析,并模拟钻孔内、外换热过程。结果表明:钻孔内部瞬态换热模拟刚开始的少许时间内,温度变化仅发生在U型管附近,随着时间的增加,温度变化覆盖整个钻孔区域,U型管内水的温度与回填材料温度接近一致,系统趋于稳定;钻孔外部瞬态换热模拟之初,温度变化主要发生在钻孔内部,随着时间的推移,钻孔壁外温度逐渐降低,钻孔壁以内的温度逐渐增加,钻孔壁内、外温度接近一致,系统趋于稳定。     

U型埋管换热器三维数值模拟和供热实验研究

系统地介绍了以有限控制容积的瞬态热平衡原理为基础,采用有限差分法建立的单根垂直U型埋管换热器三维瞬态传热模型,并且与整个冬季供热实验测试结果进行了对比。此外,根据原始地温的测试数据,结合相关文献,总结出重庆地区湿重型土壤的原始地温计算式,为求解传热模型,提供了必要的定解条件。     

竖直U形地埋管换热器换热性能测试与分析

根据工程实际情况,对竖直U形地埋管换热器的换热性能进行了现场测试和分析,得出了单位井深地埋管的夏季散热量、冬季取热量及最佳地埋管钻孔深度。