土壤源热泵垂直埋管温度场的数值模拟

针对土壤源热泵地下垂直U型埋管,建立了周围土壤的非稳态温度场的数学模型,并利用MATLAB软件进行求解,得到了数值解。通过对夏季制冷工况的模拟,得到土壤温度沿径向的变化规律及埋管的热作用半径的变化规律。     

U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

在单根U型垂直埋管周围土壤传热模型的基础上建立管群的传热模型。通过MATLAB软件中的PDE工具箱求解U型垂直埋管管群周围非稳态温度场。通过对夏季制冷工况的模拟，确定一定条件下管群间的热干扰及其发生时间，定量预测热干扰的程度及其结果。通过对管群间热干扰的分析，提出解决方案，为U型垂直换热埋管的地下管群的设计提供参考依据。     

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。     

U型竖埋管地源热泵-辐射地板联合运行冬季启动特性实验研究

对U型竖埋管地源热泵-辐射地板联合运行实验冬季运行启动特性进行分析，研究启动阶段U型竖埋管进出水温的变化规律，得出平均每米井深的换热量。研究启动阶段辐射地板供暖的进出水温的变化规律，为地源热泵及辐射地板在长江中下游地区的工程设计与应用推广提供参考。     

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。     

地源热泵U型埋管土壤温度场数值模拟

结合相关文献给出原始地温计算式,针对垂直U型埋管换热器建立瞬态传热模型,采用控制容积法对方程进行离散,对换热器周围土壤温度场进行数值模拟.对模拟结果进行分析获得地下埋管换热器的传热特性与土壤温度变化规律,并通过实验数据验证模拟结果的正确性.     

地下水渗流对地埋管换热器换热的影响研究

为确定土壤源热泵中垂直单U型埋管方式下渗流对地埋管运行时周边土壤的温度波动及不同渗流速度对其换热的影响,采用整体求解法利用数值模拟软件参照大连某工程项目建立了地埋管三维非稳态传热模型,通过实验结果与模拟结果的对比验证其模型可靠性。对冬季有无渗流工况下运行的地埋管换热器进行数值模拟并将模拟结果进行比较分析。得出有渗流时地埋管换热产生的冷量不易集中在埋管侧,可解决土壤冷堆积问题并提高了埋管换热器换热效率的结论。冬季单位井深换热量增加33.4%,换热效率提高32.5%,有效减少系统初投资。     

土壤源热泵地埋管传热与机组性能的实验研究

在夏热冬冷地区的长沙建立了土壤源热泵系统实验台,开展了制冷工况下垂直U型地埋管换热器的实验研究,测定了地埋管周围的土壤热物性,分析了地埋管换热器的钻井深度、埋管类型、循环水流量等参数对地埋管传热和机组性能的影响。研究结果表明,选择合适的换热器类型、增大地埋管深度、提高循环水流量可以有效提高单位井深换热量。     

冬季地埋管周围土壤温度场的模拟与分析

建立冬季工况下垂直u形埋管周围土壤温度场的简化模型,结合现有工程系统测试所得基础数据,利用ANSYS有限元软件进行模拟计算,得到埋管周围土壤的温度场分布。通过分析获得在武汉地区土壤源热泵运行时,埋管周围地温特性沿径向的变化规律以及埋管的热扰动半径。     

地源热泵桩基埋管换热性能的数值研究

采用Fluent软件对地源热泵桩基埋管换热性能进行了数值研究,讨论了桩基深度和流速对传热的影响:埋深从20m增加到40m,桩基单U型埋管的单位埋深换热量减小约21%;随着设计流速增大,单U型埋管的单位埋深换热量增加,且随流速的增加,换热量增加速度减慢。上述结果可为垂直桩基地埋管的选型及设计提供一定的理论依据。     

埋地热含蜡原油管道的非稳态传热问题

我国生产的原油大多为含蜡原油，加热输送是含蜡原油的主要输送方式。埋地热含蜡原油管道的运行中涉及若干复杂的非稳态传热问题。从管内原油传热（内部传热）和管道与外部环境的传热（外部传热）两方面，分析和总结了含蜡原油管道非稳态传热问题的研究现状，介绍了管道在土壤中传热的影响因素，比较了其各种解析和数值解法，阐述了管道停输状态下管内含蜡原油相变传热的规律及研究方法，讨论了非稳定流动状态下管内油流的水力—热力耦合问题及求解方法，指出了埋地热含蜡原油管道的非稳态传热方面需进一步研究的问题。     

垂直地埋管夏季非连续运行传热相干性数值模拟与研究

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软件对换热器的传热相干性进行了数值模拟,在此基础上,通过对地埋管换热器传热性能实测与夏季非连续运行工况的模拟结果比较,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。     

防护工程垂直U形地埋管换热性能的实验研究

为探讨防护工程垂直U形地埋管的换热性能,利用某地下工程地源热泵实验台,对比分析了两种工况进出口水和土壤温度的变化规律。结果表明:24 h连续运行时,埋管单位孔深换热量逐渐降低;间歇12 h运行时,钻孔初始时局部单位孔深换热量与连续运行时相差较大,而总时间内钻孔平均单位孔深换热量要大于连续运行。建议防护工程在应对突袭时采用连续运行模式,并将热稳定时间和该时间内的单位孔深换热量作为工程地埋管系统应突处理能力的评价指标之一,但工程长期使用时应采用间歇运行模式。该工程本次实验测得的热稳定时间为14 h,14 h内换热量为1 310.4 k J/m。     

地源热泵垂直埋管换热计算中指数积分的近似解法

《地源热泵系统工程技术规范》中推荐的垂直埋管换热器的理论算法中,提出了指数积分I(u).本文着重分析了I(u)的近似解法,并给出实际计算范例.     

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。     

Experimental investigation of the cooling performance of a ground source heat pump system in Denizli, Turkey

The ground source heat pump system (GSHP) is installed at PamukkaleUniversity in Denizli, Turkey. The U-bend ground heat exchanger pipe length of 225 m was buried in soil at 110 m depth. In the 2008 cooling season, performance coefficients of the heat pump and the system were determined in the range of 3.1-4.8 and 2.1-3.1, respectively. The values of solar radiation, external temperature, relative humidity and wind speed were measured continuously. The relations of performance coefficients of ground source heat pump according to the meteorological data including solar radiation, wind speed, relative humidity and external temperature with this experiment were revealed exactly. The results of this study fulfil the lack in the literature.     

Stresses in buried conduits caused by freezing front

A laboratory experiment modeling the buried conduit problem was performed to study the stress changes in the conduit as a result of frost penetration in the soil. The model consisted of a large-scale soil container insulated on all sides except the top. The level and temperature of the ground water in the container, and the end restraints of the buried conduit, could be controlled. The model was placed in a cold room where the air temperature could be reduced to ?25°C. The experimental results, supplemented by the available field data, demonstrate the influence of soil freezing on pipe bending stresses. Maximum frost depth, which can vary with the rate of freezing even for comparable air freezing indexes, is a significant soil thermal parameter that correlates with pipe stresses. Availability of ground water significantly increases pipe stresses while pipe-end restraints tend to decrease them slightly. The results suggest that the water expulsion by the advancing freezing front causes loss of soil stiffness due to the increased pore water pressures and decreased effective stresses in the soil.