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。     

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。     

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,...     

埋管换热器的实验研究与数值模拟

以自制埋管换热器换热实验台为原型建立模型,用Fluent软件进行数值模拟,模拟进水40℃、45℃、50℃三种工况下连续运行8小时后,埋管换热器周围土壤的温度分布,并用埋管换热器换热实验台做相同工况下的换热实验,取埋深4m、埋深3m、埋深2m处共计12个测温点进行比对,验证数值模拟结果的正确性,并指导数值模拟模型的修正,最后利用数值模拟计算结果分析埋管换热器周围土壤的温度场特性。     

地热源热泵水平埋管换热器实验研究

介绍了于1998年建成的埋深分别为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,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也作了分析.     

土壤耦合热泵系统夏季运行工况的传热传湿数学模型的探讨

本文在Philip和DeVries多孔介质热湿耦合理论模型的基础上,从土壤中热湿迁移的机制出发,以修正达西定律和费克定律为理论基础,建立了非饱和土壤中土壤耦合热泵系统地下埋管换热器夏季运行工况的传热传湿相互耦合的数学模型.     

地源热泵垂直埋管换热器地下热阻及管长的分析

讨论了地源热泵垂直埋管换热器传热过程及其数学模型，引入热阻的概念，将埋管换热器管内流体与土壤的传热过程分为钻孔内和钻孔外两部分。阐述了利用传统的线源和柱源理论求解钻孔外热阻的方法，并结合实例对影响埋管换热器管长的因素进行了对比分析，可供工程设计计算使用。     

地下水渗流对地埋管周围土壤影响的模拟研究

文章利用商业建模软件GAMBIT和FLURNT对垂直地埋管换热器与周围土壤换热进行了数值模拟,区别于以往的纯导热模型,文章基于饱和多孔介质和地下水流动理论,建立垂直地埋管换热器三维模型,模拟地下水渗流对垂直地埋管换热器周围土壤换热的影响。主要通过三维垂直单U型地埋管换热器的热渗耦合模型,研究在地下水渗流条件下,对周围土壤的影响。     

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。     

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。     

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。     

三维与二维结合地源热泵地下换热器复合数值模型

建立了一种能够模拟实际气候条件下地源热泵竖直U形管换热器长期换热过程的复合数值模型。模型由一个三维模型和一个适配于实际工程问题的二维管群模型配套组成。其中三维模型输出的暂态模拟结果被用作二维模型的输入边界条件。模型能够在耗费相对较小计算量的同时给出较为准确的长期暂态模拟结果。根据杭州当地覆盖一个供冷季、过渡季及一个供暖季的实测数据,整理研究了土壤热力学能在实际气温及换热器运行条件下的变化规律、进出口水温波动及其影响因素,并分析了长期换热影响下的管群不同深度的温度分布情况。研究发现,经过一个供冷季、过渡季和供暖季后,半径2 m以内的三维计算区域土壤的热力学能上升了0.292 MJ,与仅受气温影响的情况相比,土壤的相对热力学能增量为1.037 MJ,相对温度增量为0.28K,反映出长三角用户对冷量的年需求量明显高于对热量的年需求量,多余热量会随时间推移在土壤中产生热堆积,对换热效率起到负面影响。地下1.5 m观测点的温升曲线峰值滞后于地下0.5 m观测点约2周,反映出沿埋管深度较深的点的温升曲线在相位上整体滞后于深度较浅的点。系统运行条件下,整个供冷季和供暖季,地埋管的出水口水温与同时刻气温温差均值分别为-8.313 K和9.077 K。对管群进一步分析,发现热堆积主要集中在7 m以下的土壤层,且在管群的转角处影响半径更大,并随深度增加而缓解。     

基于换热成本的U形地下换热器经济性评估研究

分析地下换热器的埋管方式、钻孔深度、U形管内流体流量及设计进水温度对地下换热器的初投资和热泵运行费用的影响,提出地下换热器单位换热量的换热成本指数的概念,并推导其具体的计算式。利用地下换热器的换热成本指数可以评估不同设计方案的经济性。最后通过计算换热成本指数评估不同设计方案的经济性。     

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。     

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.     

地源热泵地埋管周围土壤温度特性研究

针对地源热泵系统在夏热冬暖地区长期运行可能引起的地下温度场热量累积问题,提出地源热泵系统通过制冷、停机和制热3种工况的交替运行这一解决措施。采用有限长线热源模型,并利用迭加原理,对钻孔不同深度处、距离钻孔中心不同半径处及不同运行策略下U形埋管地下换热器周围温度场的变化进行研究。对指导地源热泵系统的工程运用具有实用价值。     

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.     

结构特征对螺旋管换热器性能的影响

目的研究结构特征对螺旋管换热器换热性能的影响,为换热器设计和结构优化提供理论依据。方法在CFD软件Ansys的FLUENT模块中模拟螺旋管换热器内流体的流动换热过程。在相同边界条件下,不改变总换热面积,通过改变换热器的换热管直径和壳体长度,研究几何参数对换热性能的影响。通过对比单管单螺旋、单管双螺旋、双管双螺旋和内外双螺旋等4种不同缠绕方式换热器中流体的温度分布云图,研究螺旋管的结构对换热器换热性能的影响。结果保持总换热面积不变,减少换热器的管径,增大壳体的长度,都能有效提高换热效率。与单管单螺旋结构的换热器相比,单管双螺旋结构换热器的流体出口温度下降了9.74%,平行双螺旋结构换热器的出口温度下降了5.05%,内外双螺旋结构换热器的出口温度上升了10.11%。结论在螺旋管换热器的设计和优化过程中,可以通过减小换热管径,增大壳体长度,采用内外双螺旋结构,以实现提高传热效率的目的。     

地埋管换热器变热流工况下换热模型及其试验验证

地埋管换热器实际运行时,热流总是变化的。为了研究变热流模型的正确性,本文讨论变热流下叠加原理在无限长线热源模型中的应用,以及此模型下地埋管换热器进出口水温的理论解。先保证热流恒定,对上海市某别墅地源热泵项目进行现场实测,将测试得到的相关参数作为已知。待岩土温度恢复到初始值时,进行变热流试验,通过变热流模型计算的进出口水温与实测的进出口水温比较,相对误差基本小于2％,最大误差不超过3％。     

某大型热泵地埋换热器换热模拟研究

本文首先建立了德阳火车站地源热泵地埋换热器模型。然后利用ANSYSY有限元分析软件进行网格划分和数值模拟,通过实测进出口温度及单位井深换热量等值与相关模拟值对比,验证模型的正确性。在此基础上了主要模拟分析了流体不同入口流速对地埋换热器换热特性的影响,不同土壤物性参数对换热特性的影响。此外,还模拟研究了某一非稳态运行时间段内,不同径向处土壤温度分布。