寒冷沿海地区沙土层埋管地源热泵系统研究

发布时间：2020-12-31 16:09

　　本文采用实验和数值模拟相结合的方法,对沿海地区含水沙土层埋管地源热泵进行了研究。基于实验室搭建的沙土埋管地源热泵实验台,建立了沙土埋管换热数值模型,并实验验证了非含水工况和含水工况以及间歇运行工况下数值模型的正确性。在经验证的数值模型基础上,对系统相关参数进行了优化,并结合实际运行条件进行系统运行性能分析。主要研究内容如下:（1）以在秦皇岛市建立的沙层埋管地源热泵系统为基础,建立了沙土埋管换热几何模型。给出了数值求解过程中的湍流模型、多孔介质模型、凝固和融化模型的理论基础,同时给出了数值模拟中各个材料物性的参数选取方法以及对模型边界条件的设定,最终给出完整的数值求解模型。（2）通过对比模拟和实验结果,验证模型的准确性。分析沙层埋管地源热泵系统COP值发现:含水沙层地源热泵系统较非含水沙层地源热泵系统COP值更高;埋管壁结冰厚度达到3cm之前,系统运行效率相对较高。含水沙层恢复至自然温度场的周期较长,而恢复至沙层中冰融化需要的时间大约为恢复至初始自然温度场时间的1/3。（3）对比不同流速对含水沙层埋管换热的影响,发现沙层结冰厚度小于3cm时,流量越小埋管换热温差越大;在沙层结冰厚度大于3... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

长方体沙箱及埋管示意图

搭建选在秦皇岛市燕山大学第一教学楼。用水泥空心砖铺6m，高 0.4m 的长方体沙箱如图 2-1 所示，将沙箱底部和侧面薄膜，埋入同程连接的 De32 的 PE 管并按照测点位置布置图放于室内，按照图 2-2 连接系统完成实验台搭建。图 2-1 长方体沙箱及埋管示意图

第 2 章 含水沙土水平埋管换热数值模型验中管路由 5 组管并联而成，每组管有三排，故可取一组管的沙创建网格，管路生成的网格如图 2-3 所示，沙箱生成网格如图 2-的纵剖面图如图 2-5 所示。图 2-3 管路网格示意图

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：2949917