基于热渗耦合作用下的埋管换热性能研究

发布时间：2024-04-07 02:45

　　土壤源热泵是一种节能、环保、高效利用可再生资源的“绿色”空调新技术,在我国建筑空调系统中发挥着越来越重要的作用。垂直U型管换热器由于其占地面积少、可用范围广、恒温效果好、换热效率高、维护费用低等优势,目前已成为应用最广泛的一种埋管方式。垂直U型管换热器主要分为两种:单U型管换热器和双U型管换热器。目前,对于单U型管换热器的研究较多,大多数的土壤源热泵采用的都是单U型管换热器。近年来,双U型管换热器以其钻井利用率高和换热性能好等优点开始被广泛应用。 本文首先针对热渗耦合作用下的单U型管换热器,建立了换热器周围热渗耦合土壤及管内流体的物理数学模型。将土壤考虑为均匀的、各向同性的多孔介质,地下水为三维渗流,土壤沿深度方向分层,考虑其热物性沿深度方向变化。采用Fluent软件对埋深50m埋管换热器夏季连续运行20天后的土壤温度场进行数值模拟。本文的创新之处在于:①考虑了土壤沿深度方向的热物性变化,使模型更接近实际情况;②将地下水的渗流视为三维渗流,考虑土壤沿深度方向的传热。这与以前的研究者将土壤视为单一的土壤类型,以及只考虑土壤的二维渗流,忽略土壤沿深度方向传热的数学模型相比都有了改进。本文研...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1土壤源热泵原理图(制冷工况)

温度呈周期性变化，但波动幅度小于气温的波幅，而且存在时间上的延迟。由于岩土温度全年相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源。图1.1为土壤源热泵的工作原理图。夏季运行时。热泵机组的蒸发器吸收建筑物内的热量，同时冷凝器通过埋管换热器与地下土壤....

图1.2水平埋管换热器示意图

土壤源热泵系统按埋管形式可分为水平埋管热泵、垂直埋管热泵和螺旋埋管热泵。①水平埋管热泵如图1.2所示，当有足够土地表面可利用时，可用此系统。塑料管水平埋设在沟壕中，一般埋设深度1.2一3米，每个沟槽中有1一6根管子。虽然一个沟槽中埋设多根管道需更大的沟槽空间，但沟槽数量较少，因此....

图1.3垂直埋管换热器示意图

Fig.l.2Sehematiediagr田爪ofhorizontalgroundheatexehanger②垂直埋管热泵如图1.3所示，垂直热泵系统将封闭管路插入垂直的井中。地下用于热交换的管路主要分为两种:U型管和套管。垂直埋管热泵系统较水平系统有许多优点。首先它不需像水平....

图1.4螺旋埋管换热器示意图

WI!，单|、图1.2水平埋管换热器示意图Fig.l.2Sehematiediagr田爪ofhorizontalgroundheatexehanger②垂直埋管热泵如图1.3所示，垂直热泵系统将封闭管路插入垂直的井中。地下用于热交换的管主要分为两种:U型管和套管。垂直埋管热泵系统....

本文编号：3947553