寒区江水渗流工况土壤源热泵系统地下传热特性研究

发布时间：2022-02-19 12:56

　　土壤源热泵系统在我国有十分广阔的前景,其节能、高效、环保的特点,为建筑绿色发展提供了保障。哈尔滨市地处严寒地区,地热资源丰富,且有充足的淡水资源,将两种资源条件结合,益于发展江边土壤源热泵系统,提高其地埋管的换热性能。相较于常规水源热泵和土壤源热泵来说,将地埋管换热器埋设于江边,可以结合两种热泵的优点,并具有更高的稳定性和换热效果,拥有巨大的待开发潜力。本文针对江水渗流工况土壤源热泵系统地下传热情况,根据地埋管线热源理论传热模型及达西渗流定律,建立了砂箱渗流实验台。实验中测定平均渗流速度为3.07?10^-5m/s,选取200W/220V电加热棒为热源,并对砂箱内土壤温度场进行实测。实验结果表明:无渗流工况土壤出现了含水率分层现象,含水率大的测点处土壤的换热效果更好;渗流工况土壤温度场,与砂箱内的渗流速度和压力密切相关,压力降大的位置,渗流的速度更快,传热的效果更好;两种工况对比来看,渗流工况土壤导热系数比无渗流工况最高可提升34%。依据实验模型,使用FLUENT软件模拟了砂箱内土壤温度变化,并对渗流传热实验进行了验证,误差在10%以内。最后,结合哈尔滨在建沿江地铁... 

【文章来源】：哈尔滨商业大学黑龙江省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 土壤源热泵系统在国内外研究现状
        1.2.1 寒区土壤源热泵研究现状
        1.2.2 渗流影响地下传热研究现状
    1.3 主要研究内容
2 寒区土壤源热泵系统地下传热理论分析
    2.1 哈尔滨市气候及地质概况
    2.2 寒区土壤的物性参数
    2.3 多孔介质理论
        2.3.1 多孔介质的基本参数
        2.3.2 多孔介质渗流基本定律
    2.4 地埋管换热器的传热模型
        2.4.1 线热源理论传热模型
        2.4.2 柱热源理论模型
    2.5 本章小结
3 砂箱渗流传热实验研究
    3.1 实验目的
    3.2 实验台设计
        3.2.1 实验台搭建
        3.2.2 实验仪器及误差分析
    3.3 数据结果
        3.3.1 无渗流工况传热
        3.3.2 有渗流工况传热
    3.4 对比分析
    3.5 本章小结
4 砂箱渗流传热模拟分析
    4.1 建立网格模型
    4.2 渗流模拟
        4.2.1 多孔介质模型
        4.2.2 渗流参数设置
    4.3 渗流模拟分析
    4.4 流固耦合传热模拟分析
    4.5 本章小结
5 寒区沿江土壤源热泵实例分析
    5.1 建筑特性分析
    5.2 建筑负荷分析
    5.3 地埋管换热器的设计
    5.4 地温变化分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
附录
致谢



本文编号：3632937