镀锌钢管套管式地埋管换热器换热影响因素研究

以武汉地区为例,使用TRNSYS软件中PID控制器使镀锌钢管套管式地埋管换热器系统在运行过程中进出水平均温度维持在冬季7.5℃、夏季32.5℃的设定温度,模拟研究钻孔深度、钻孔间距及内管流体流速对套管式埋管换热器换热量的影响。得到钻孔深度从80 m变化至120 m时,换热器的冬季延米平均换热量变化较小;夏季延米平均换热量呈上升趋势,最高可上升6.6%。当钻孔间距从3 m增加至6 m,冬、夏季平均延米换热量分别升高2.5%和1.6%。管内流速从0.03 m/s变化至0.7 m/s时,换热量逐渐上升并趋于平缓。将镀锌钢管套管式换热器与两种常规埋管换热器(单U-PE管和双U-PE管)对比,得到镀锌钢管套管式换热器换热效果最好,其冬季延米平均换热量分别高出常规换热器32.6%和28.5%;夏季延米平均换热量高出常规换热器29.6%和25.7%。     

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。     

地埋管换热器形式、管径及岩土温度对其换热性能的影响

建立了单U形与双U形地埋管换热器的三维数学模型。对外径25mm与32mm的单U形与双U形地埋管换热器换热性能的模拟研究表明,相同管径双U形地埋管换热器比单U形地埋管换热器换热量提高20%左右,但外径25mm的单U形地埋管换热器可以获得更大的进出口温差;对于双U形地埋管换热器,外径32mm与25mm相比,换热性能无明显优势;工程应用中,在地埋管用地面积充足时,建议选用外径25mm的单U形地埋管换热器,否则应选用外径25mm的双U形地埋管换热器;岩土温度每升高1℃,出口水温升高0.23℃,换热量下降5%左右。     

套管式地埋管换热器换热性能实验研究

以深度为60 m的镀锌钢管套管式地埋管换热器地源热泵系统和热电阻测温系统为实验平台,对土壤温度、套管式地埋管换热器换热性能及换热器对周围土壤的热影响进行了实验研究。研究表明,南宁市地下5~60 m的土壤温度为23.2~23.7℃;Φ80和Φ65套管式地埋管换热器的合理流量分别为1 500 L/h和1 200 L/h,对应的单位井深换热量分别为107.5W/m和81.4 W/m;不同内管导热系数对套管式地埋管换热器换热性能的影响很小;内进外出流动模式换热器的换热性能优于外进内出模式;间歇运行有利于土壤温度的恢复。     

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。     

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.     

浅层地埋管热交换器换热能力分析

采用自主研发的浅层地下岩土热物性测试平台,通过模拟冬夏季取放热实际运行工况,对不同工况下地源热泵地埋管热交换器的换热能力进行了实际测试,分析了地埋管换热器与周围地下岩土之间的换热状况,确定了该地区地源热泵系统地埋管换热器冬夏季工况下的实际单位延米换热量。同时,根据测试数据推算出了该地区地下岩土的综合导热系数,体积热容等热物性参数,为该地区地源热泵系统的模拟分析以及设计施工提供了依据。     

套管式地埋管换热器换热能力影响因素分析

采用模拟方法,对套管式地埋管换热器换热能力的影响因素进行研究。套管式地埋管换热器的工作起始时间从1 h开始,结束时间为8 760 h。供暖期为1～1 536 h、7 896～8 760 h,供冷期为3 192 h～6 552 h。供暖期、供冷期以外时间,土壤温度自然恢复。定进出水平均温度条件下:供暖期进出水平均温度首次达到9.5℃时,取热流量为11.89 kW,为第14 h。随后,取热流量减小,土壤平均温度下降,第1 536 h的取热流量降至3.85 kW。供冷期进出水平均温度首次达到32.5℃时,排热流量为13.32 kW,为第3 210 h。随后,排热流量减小,土壤平均温度升高,供冷期结束时(第6 552 h)的排热流量降至4.18 kW。下1个供暖期开始后(第7 896 h),供暖期进出水平均温度首次达到9.5℃时,取热流量为13.87 kW。随后,取热量减小,土壤平均温度下降。定进水温度条件下:钻孔深度一定时,循环介质流速越大,套管式地埋管换热器的换热能力越强。循环介质流速由0.2 m/s增至0.7 m/s,最大取排热流量增幅达到45%,而最小取排热流量增幅仅为12%～15%。在取热、排热末期,土壤内冷热聚集达到最大,即使增大循环介质流速,对提高取排热流量的帮助也不明显。循环介质流速一定时,钻孔深度越大套管式地埋管换热器的换热能力越强。钻孔深度由90 m增至120 m,最大、最小取热量分别增加25.0%、27.5%,最大、最小排热量分别增加 20.6%、19.9% 。     

添加隔热板对竖直U型地埋管换热器换热能力的影响

本文就如何减轻竖直U型地埋管换热器2个支管间的热短路损失、提高地源热泵系统的单位井深换热量进行了研究。在对竖直U型地埋管钻孔内准三维传热模型进行研究的基础上,运用数值模拟的方法对竖直U型地埋管换热器有、无隔热板2种情况下的换热能力进行了分析。     

我国夏热冬暖地区和夏热冬冷地区建筑节能的差异性分析

本文阐述我国夏热冬暖地区和夏热冬冷地区的气候和居住建筑能耗特点,分析建筑围护结构外墙和外窗热工性能对建筑能耗和节能的不同影响,为建筑节能标准的规定值确定提供相应的依据。     

福建省夏热冬暖地区建筑夏季自然通风的分析及探讨

以建筑自然通风原理入手,依据福建省夏热冬暖地区气候条件,探讨了自然通风常用的技术措施,并结合实例分析了这些技术措施对改善自然通风的作用,提出了自然通风设计中应该重点考虑的问题。     

夏热冬暖地区星级酒店空调冷凝热回收系统

结合酒店的空调能耗状况及冷热负荷特点,对酒店空调采用冷水机组冷凝热回收系统的节能性和必要性进行了探讨。以某五星级酒店空调工程为例,介绍了其空调热回收系统的优化设计。增大了热回收系统的供回水温差,同时采取热水罐串级连接,对水温进行分层,有效地实现了热水的梯级利用及顺序利用。经分析,该优化系统更加充分地利用了冷水机组的冷凝热,更加节能,而且供水温度比较稳定。     

透水性铺面在夏热冬暖地区节约型园林中的应用研究

本文论述了透水性铺面在夏热冬暖地区节约型生态园林中应用的重要性。针对透水混凝土及绿色生态混凝土的结构特点,提出优化设计后的配合比,设计出透水系数及强度优异的透水性铺面用于龙岩某示范小区。通过普通水泥混凝土、透水水泥混凝土及绿色生态混凝土铺面的逐时地表温度监测分析,得出透水性铺面能有效地改善室外热环境,为节约型园林建设中透水性铺面的广泛应用提供理论依据及成功示范。     

夏热冬暖地区建筑遮阳设计策略及案例分析

从建筑各个朝向的遮阳技术特点入手,分析了建筑各个朝向对遮阳形式的要求,进而结合夏热冬暖地区的气候特点,提出建筑各个朝向的遮阳需求,并给出了建筑遮阳技术的实际应用案例,为建筑遮阳设计提供参考。     

我国夏热冬暖地区居住建筑围护结构节能性分析

1 我国夏热冬暖地区气候特征和居住建筑节能措施 我国夏热冬暖地区包括海南、广东大部、广西大部、福建南部、云南小部分以及香港、澳门和台湾。该地区为亚热带湿润季风气候（湿热型气候），其特征表现为夏季漫长，冬季寒冷时间很短，甚至几乎没有冬季，长年气温高而且湿度大。气温的年较差和日较差都小；太阳辐射强烈，雨量充沛。     

夏热冬暖地区商场冬季室内热舒适研究

以广州某大型综合商场为研究对象,采用问卷调查和现场测试相结合的方式,对商场冬季室内热舒适性进行了调查研究,并对调查测试结果进行了统计回归分析。研究结果显示:商场冬季室内实测热中性温度为19.4℃,90%满意度热舒适温度范围为16.1~22.7℃;而根据PMV计算得到的室内热中性温度为16.8℃,90%满意度热舒适温度范围为13.3~20.4℃;PMV模型预测的热感觉比现场问卷调查得到的平均热感觉MTS要高,与实际感觉存在一定偏差。基于实测热舒适数据,进一步分析了室内热中性温度与室外空气温度的相关性,确立了商场冬季室内热中性温度与室外空气温度的近似线性关系,建立了商场冬季室内热舒适气候适应性模型。     

夏热冬暖地区被动屋节能的对比研究

在全球提倡节能减排的前提下,住建部引进德国被动屋实践项目,结合我国建筑节能标准,推广应用被动屋,使我国节能减排获得突破性发展。以南安被动屋为基础模型,设计计算不同工况下建筑模型的全年总负荷,以及一次能源用量,对比分析不同工况下的各项数据,优化暖通空调节能设计。     

夏热冬冷地区外窗节能性能的试验研究

本文依据夏热冬冷地区的建筑节能特点,对目前此地区主要类型外窗以及部分新型复合外窗的节能性能进行试验。总结了相关数据;分析了影响节能型门窗节能性能的主要因素;提出了提高夏热冬冷地区节能型外窗节能性能的主要途径,为节能型外窗的生产及夏热冬冷地区的建筑节能设计提供参考。     

土壤水分迁移对地埋管换热器夏季性能的影响

基于一维线热源理论,建立了同时考虑温度和含水量变化的土壤热湿传递线热源模型。针对地源热泵夏季运行工况下地埋管周围土壤温湿度的变化进行了数值模拟,结果显示,水分迁移对土壤含水量的影响主要集中在钻孔内。对模拟结果与一维热湿传递实验结果进行了对比,发现二者具有较高的相似性。数据拟合得到不同土壤初始质量含水量下对普通线热源模型地埋管换热量的修正公式。通过对不同埋深地埋管换热量的加权分析,认为当夏季平均地下水位高于-20m时,可以不考虑水分迁移引起的换热量偏差。