地源热泵竖直单U型地埋管传热模型研究

发布时间：2021-02-06 12:00

　　地源热泵作为一种可再生能源利用技术,近年来逐渐成为建筑行业节能方向的研究热点。其中,竖直单U型地埋管地源热泵由于占地面积小、性能稳定等优点而得到广泛应用。地埋管是地源热泵系统与土壤进行热量交换的关键装置,其传热模型的合理性对系统的设计至关重要。然而,现有的传热模型都有一些不足,如大多数解析模型忽略了管内流体热容、U型管热容、U型管两支管间的热干扰或流体温度非线性分布等因素的影响,而二维、三维数值模型计算时间复杂、通用性较差。针对上述不足,本文提出三种竖直单U型地埋管传热模型,并结合实验数据和其他模型来验证这三种模型的准确性。首先,本文提出竖直单U型地埋管解析模型。该模型在无限复合介质柱热源模型的基础上,同时考虑U型管热容的影响,求解流体平均温度;然后结合钻孔内准三维传热模型,建立进出口流体温度关于流体平均温度和热流的关系式,计算U型管的进出口流体温度。为了验证该模型的可行性,将其应用于恒热流沙箱实验并与其他模型进行对比。结果显示该模型预测的进出口流体温度在整个时间段内与实验值的吻合程度都优于其它模型,而且其四种误差基本上都较小,其中进出口流体温度的平均绝对误差分别为0.11℃和0.09... 

【文章来源】：安徽工业大学安徽省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

017年中国能源结构数据

第一章 绪论式不同分为水平埋管（图 1.2）和竖直埋管（图 1.埋管是目前最常用的方法，因为它们可以节约更多效率。在实际工程中，竖直地埋管的布置形式有单其中竖直单 U 型地埋管的应用最为广泛。在本文中研究对象，如没有做特殊说明，地源热泵系统均指。

在实际工程中，竖直地埋管的布置形式有单其中竖直单 U 型地埋管的应用最为广泛。在本文中研究对象，如没有做特殊说明，地源热泵系统均指。图 1.2 水平地埋管地源热泵系统[8]

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于钻孔内多极模型的岩土热物性参数评估方法[J]. 马小威,张泉,张林锋.  太阳能学报. 2017(12)
[2]三维数值模型及其在地源热泵岩土热物性计算中的应用[J]. 余伟之,胡平放,雷飞,邬田华,孙启明,罗苏瑜.  制冷与空调. 2013(09)
[3]考虑土壤分层的地源热泵圆柱面热源模型[J]. 王子阳,邵卫云,张仪萍.  浙江大学学报(工学版). 2013(08)
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[5]地源热泵地埋管周围土壤温度特性研究[J]. 张行洋,周亚素,赵利君,刘世昊,李扬.  制冷与空调. 2011(03)
[6]地源热泵地埋管周围土壤温度恢复的模拟[J]. 赵利君,周亚素,张行洋,刘世昊,李扬.  建筑节能. 2010(10)
[7]地埋管地源热泵系统及存在问题分析[J]. 陈昌富,吴晓寒,王陈栋.  探矿工程(岩土钻掘工程). 2009(10)
[8]U形地埋管换热器的三维数值模拟及传热分析[J]. 李大鹏,廖胜明.  暖通空调. 2008(12)
[9]二区域U型埋管传热模型及其实验验证[J]. 杨卫波,施明恒.  工程热物理学报. 2008(05)
[10]地源热泵竖直埋管数值线源综合模型[J]. 陆志,连之伟,刘蔚巍,兰丽.  上海交通大学学报. 2008(03)

博士论文
[1]竖直地埋管换热器不确定性设计传热模型研究[D]. 张雪丹.哈尔滨工业大学 2016
[2]埋地换热器内热源理论与地源热泵运行特性研究[D]. 李新国.天津大学 2004



本文编号：3020576