竖直双U型地埋管换热器换热性能的数值模拟分析

发布时间：2020-11-08 14:49

　　 随着新时代“绿水青山就是金山银山”的理念逐渐深入人心,具有环保、节能等特点的地源热泵空调系统也越来越受到人们的重视。地源热泵空调系统是利用地下地热能资源与地源热泵中的地埋管进行能量的转换来实现对建筑空间空调目的的系统设备。地源热泵空调系统的最重要部分是地埋管换热器,因而对地热换热器的研究也就成了推广应用地源热泵空调系统的首要研究课题。首先,结合武汉地区的气候温度、地质结构与土壤热物性特点,分析了竖直埋管换热器地下换热原理,建立了竖直双U型地埋管换热模型,并运用ANSYS CFX软件对夏季工况下进行数值模拟计算,得出地埋管及其周围土壤的温度场分布情况和温度场随时间的变化情况,认为竖直双U型地埋管进出口周围的温度场分布存在滞后现象。其次,通过建立不同参数的竖直双U型地埋管换热模型,得出不同参数下“单位管长换热量”和“单位井换热总量”的变化情况,对影响换热器传热的各种因素进行分析,研究各因素对垂直双U型地埋管换热器换热性能的影响规律。结果表明:埋管管长、支管间距、管材热物性、进水温度、进水流速和土壤导热系数对竖直双U型管换热器换热性能有不同程度的影响,实际工程中要综合考虑到各种因素来确定各项设计参数。最后,通过建立理想状态(支管间距无限大)下的竖直双U型地埋管换热模型,得到不同参数下的“热短路损失系数”,分析了埋管管长、管材热物性、进水温度、进水流速和土壤导热系数对热短路现象的影响程度和影响规律,并对造成这种规律的主要原因作出了具体解释,从而找到优化地埋管换热的方法,最终为工程实践提供一定的指导。
【学位单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU83
【部分图文】：

图 1.1 地源热泵系统的运作模式般分为三种情况即地表水、地下水和土壤三种，三地源热泵系统热泵系统的工作原理是将江水、河流、湖泊、海将其通过地源热泵中的换热器进行一种能量的转提高温度的作用。这一热泵系统的投入安装以及足亦或是靠近水域的地区(具体情况如图 1.2 所示地源热泵水循环水循环室外地能换热系统建筑物

图 1.3 地下水源热泵地源热泵系统泵技术利用地下水中的冷热源将地埋管与地下水此控制建筑物的温度，从而对建筑物提供热量亦情况如图 1.3 所示）。地下水地源热泵系统多用泵的成本并不算高，和地表水源热泵进行比较来所以其受外在的温度的影响较小，地下水的温度幅度的改变。但地下水地热泵系统也存在相应的下水进行充分利用后需要人工引渗，在这一过程理，这也会造成地下水的污染，不利于环境的保热泵系统百米左右的能量抽取出来用来给建筑物进行加热系统技术，可见图 1.4。对于这个系统来说它的

图 1.4 土壤源地源热泵温性能好，并且免受水流经过时产生的迅速冲刷壤源热泵具有较为明显的优势；热交换器因为放处理，并且能够最大程度保存热量；同样处于土成太大的噪音干扰；地下浅层土壤外界大气温度明显地影响浅层土壤间温度，其感知效果相对迟泵不会受外界条件过多干扰。在高效的运行效率；这和空调的原理类似，却又不同于空调的高耗都会节省 15%—20%的成本支出[14];另外，土壤源下水污染所影响，亦不会随着气温的变化而有明较而言，优势明显。地源热泵也赢得了越来越多及。然而，就土壤源热泵的使用也存在一些问题上受土壤条件的影响。如果在大范围上持续使用的传热损耗。另外，土壤本身的导热性责任影响
【参考文献】

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本文编号：2874930