土壤源热泵地埋管传热模型优化及仿真

发布时间：2017-03-30 10:24

  本文关键词：土壤源热泵地埋管传热模型优化及仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：热泵的发展和推广使用对于缓解能源紧张,降低污染排放有着重大的现实意义。论文从热泵的概念、分类、研究现状出发,进一步阐述土壤源热泵的发展,进行地源热泵经济性分析。本文研究的目的是探索温度在钻孔内外的分布规律,研究的范围从热泵系统到地埋管,其中包括垂直埋管与水平埋管的差异,影响垂直埋管换热性能的主要因素,钻孔间距和布置形式对传热的影响,管群换热等。在热平衡问题分析中指出,土壤源热泵持续使用一定年限后,由于土壤的热失衡引起土壤温度变化,含水量降低,土壤板结,使土壤源热泵系统效率降低甚至失效。传热部分包括传导、对流、辐射,导热方程与导热微分方程的单值性条件,钻孔内外传热,其中钻孔内传热包括一维、二维、三维传热理论研究。论文采用理论加数值模拟的方式,使用comsol系统仿真软件进行各种传热模型的有限元分析,模拟了传热中钻孔内、外瞬态传热过程.得出特定时间条件下温度分布图与等温线分布图,得出温度分布与时间变化的规律。
【关键词】：土壤源热泵 经济性分析 热平衡 地埋管换热器 传热模型 瞬态传热
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU83
【目录】：

• 摘要6-7
• abstract7-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 热泵系统概述10-16
• 1.1.1 热泵系统的研究意义10-11
• 1.1.2 热泵的概念11
• 1.1.3 热泵系统的分类11-13
• 1.1.4 热泵发展与国内外研究现状13-16
• 1.2 地源热泵系统概述16-19
• 1.2.1 地源热泵的概念16-17
• 1.2.2 我国地源热泵发展历史及研究现状17-19
• 1.3 地源热泵节能性、经济性19-23
• 1.4 本章小结23-24
• 第二章 地埋管换热器研究24-35
• 2.1 地埋管换热器的概念及研究现状24-26
• 2.2 地埋管的埋设方式26-29
• 2.3 影响土壤换热性能的主要因素29-31
• 2.4 影响埋管换热性能的主要因素31-32
• 2.5 热平衡问题分析32-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第三章 传热理论及模型理论研究35-51
• 3.1 传热的基本形式35-39
• 3.1.1 热传导35-37
• 3.1.2 热对流37-38
• 3.1.3 热辐射38-39
• 3.2 导热方程、单值性条件及主要传热理论39-42
• 3.2.1 导热微分方程39-41
• 3.2.2 单值性条件41-42
• 3.3 主要地热换热器模拟方法42-44
• 3.4 钻孔壁以外部分的传热模型44-45
• 3.5 钻孔壁内部的传热模型45-50
• 3.5.1 一维传热模型45-47
• 3.5.2 二维稳态传热模型47-49
• 3.5.3 三维瞬态传热模型49-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第四章 垂直埋管换热器周围土壤温度场数值模拟51-64
• 4.1 数值模拟软件介绍51-52
• 4.2 数值模拟52-63
• 4.2.1 钻孔壁外传热模拟52-57
• 4.2.2 钻孔壁内二维瞬态传热模拟57-63
• 4.3 本章小结63-64
• 结论及建议64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-68

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