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土壤源热泵水平螺旋埋管换热器传热特性模拟研究

发布时间:2018-05-05 09:56

  本文选题:土壤源热泵 + 水平螺旋埋管换热器 ; 参考:《华中科技大学》2015年硕士论文


【摘要】:随着能源安全问题和环境污染问题的日益严峻,可持续发展已经成为21世纪全球长期发展的指导方针。土壤源热泵技术作为一种既高效又环保的节能技术,近年来得到愈来愈多的重视,逐步得到广泛的研究和应用。水平螺旋埋管换热器作为土壤源热泵技术一种新的地下埋管换热器类型,它不仅具有传统土壤源热泵的诸多优点,而且还可以大大缓解初投资过高、占地面积过大等问题。本文通过GAMBIT软件建立了水平螺旋埋管换热器与回填材料以及土壤的三维换热数值模型,利用FLUENT软件对水平螺旋埋管换热器的传热特性进行了研究。对影响水平螺旋埋管与回填材料及土壤之间传热特性的因素进行分析,包括具体包括管内水的流速、进口水温、回填材料、埋设深度、螺旋环直径、节距、防冻液等,得到了不同工况下水平螺旋埋管换热器传热特性的变化规律。本文采用“单位管长换热量”和“单位土壤长度换热量”这两个重要指标作为评价传热特性的指标,研究结果表明这些影响因素对传热特性有着不同的影响程度。最后对换热器周围的回填材料及土壤的温度场进行了分析,确定热干扰的存在,并就螺旋环直径、节距对热干扰的影响进行了研究。本文通过上述模拟研究,得到了一些有价值的结论,对土壤源水平螺旋埋管换热器的研究和推广有一定的参考价值。
[Abstract]:With the increasingly serious problems of energy security and environmental pollution, sustainable development has become the guiding principle of global long-term development in the 21st century. Ground-source heat pump (GSHP) technology, as an efficient and environmentally friendly energy saving technology, has been paid more and more attention in recent years, and has been widely studied and applied. As a new type of ground-buried heat exchanger, horizontal spiral buried tube heat exchanger not only has many advantages of traditional ground-source heat pump, but also can greatly alleviate the problems of excessive initial investment and excessive occupation of land. In this paper, the three-dimensional heat transfer numerical model of horizontal spiral buried tube heat exchanger, backfill material and soil is established by GAMBIT software. The heat transfer characteristics of horizontal spiral buried tube heat exchanger are studied by FLUENT software. The factors affecting the heat transfer characteristics between horizontal spiral buried pipe and backfill material and soil are analyzed, including the flow rate of water in the pipe, inlet water temperature, backfill material, embedding depth, helical ring diameter, pitch, antifreeze, etc. The heat transfer characteristics of horizontal spiral buried tube heat exchanger under different working conditions are obtained. In this paper, two important indexes of heat transfer per unit pipe length and heat transfer per unit soil length are used as indicators to evaluate the heat transfer characteristics. The results show that these factors have different influences on the heat transfer characteristics. Finally, the temperature field of backfill material and soil around the heat exchanger is analyzed to determine the existence of thermal disturbance, and the influence of helical ring diameter and pitch on thermal disturbance is studied. In this paper, some valuable conclusions are obtained through the above simulation study, which is of certain reference value to the research and popularization of horizontal spiral buried tube heat exchangers of soil source.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU83

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本文编号:1847237

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