地铁区间隧道毛细管换热系统性能研究

发布时间：2023-09-21 18:52

　　随着能源消耗量的日益增加,我国乃至全球对节能减排的需求都越来越迫切,多种清洁可再生能源的开发也日趋增多,地源热泵凭借其对可再生能源的高效利用,从而迅速在全球得到了大范围的应用。但地源热泵的使用存在占地较大和初始成本较高的缺点,为了扩大传统地源热泵的适用范围,众多学者提出了将地源热泵的前端换热器与地下工程结构(如地下结构基坑围护结构、基础底板、桩基、地铁隧道等)相结合,据此得出了有关能源地下工程的大量研究成果。但由于地源热泵的运行效果很大程度上取决于其前端换热器的换热性能,所以为了提升前端换热器的换热效果,有学者提出了以毛细管换热器作为地源热泵的前端置于地铁隧道中,吸收隧道围岩中的地热能,通过热泵提升后,为地上建筑制冷供热,同时也解决地铁环控中冷却塔的布置问题,其研究结果表明:由于毛细管具有换热面积大、换热均匀、成本较低等优势,同时地铁隧道处于地下空间,土壤温度较为恒定,具有大量的浅层地热能,所以该系统具有很好的换热性能,经济性要优于普通空调系统,可以最大限度地提升可再生能源的利用率,降低传统能源的消耗。本文以地铁区间隧道毛细管换热系统为研究对象,结合地铁实际运行中产生的活塞风和列车散热...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 传热模型研究
        1.2.2 系统优化研究
    1.3 存在的问题
    1.4 研究内容和方法
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
    1.5 本章小结
第2章 地铁区间隧道毛细管换热系统数值传热模型
    2.1 系统概述
    2.2 数理模型
        2.2.1 物理模型
        2.2.2 数学模型
    2.3 求解方法
        2.3.1 网格划分
        2.3.2 求解设置
    2.4 模型验证
    2.5 本章小结
第3章 不同气候类型下系统换热特性分析
    3.1 模型参数设置
        3.1.1 区间隧道参数
        3.1.2 材料物性参数
        3.1.3 边界条件及初始条件
    3.2 换热特性分析
        3.2.1 毛细管换热介质出口温度
        3.2.2 单根毛细管单位长度换热量
        3.2.3 围岩温度变化
        3.2.4 隧道段出口空气温度
    3.3 气候适宜性分析
    3.4 本章小结
第4章 地铁区间隧道毛细管换热系统影响因素分析
    4.1 管长对换热性能的影响
    4.2 管间距对换热性能的影响
    4.3 水流速对换热性能的影响
    4.4 入口水温对换热性能的影响
    4.5 空气流速对换热性能的影响
    4.6 空气温度对换热性能的影响
    4.7 本章小结
第5章 地铁区间隧道毛细管换热系统长期运行传热分析
    5.1 运行工况及相关参数的确定
    5.2 运行工况传热过程分析
        5.2.1 供冷期分析
        5.2.2 秋季过渡期分析
        5.2.3 采暖期分析
        5.2.4 春季过渡期分析
    5.3 系统全年换热效果分析
    5.4 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的论文及参与的科研项目



本文编号：3848195