U型中深层地埋管换热器(U-bend Deep Borehole Heat Exchanger,UDBHE)可有效开采中深层地热能,具有较高的换热性能,因而备受关注。中深层岩土热物性一般随深度而变化,而目前缺乏分层岩土热物性对U型中深层地埋管换热器传热性能影响的深...U型中深层地埋管换热器(U-bend Deep Borehole Heat Exchanger,UDBHE)可有效开采中深层地热能,具有较高的换热性能,因而备受关注。中深层岩土热物性一般随深度而变化,而目前缺乏分层岩土热物性对U型中深层地埋管换热器传热性能影响的深入研究。文章基于已经建立的UDBHE半解析传热模型,研究了分层岩土热物性(热导率和体积比热容)对UDBHE传热性能的影响。研究结果表明:各层岩土热导率和体积比热容对UDBHE传热性能均有一定影响,并且其影响均随着岩土层深度的增大而增大;随着时间的增加,岩土热导率造成的影响逐渐增大,而岩土体积比热容造成的影响基本不变。保持各层岩土热导率的加权平均值不变,岩土热导率非均匀性对传热性能有较大影响,并且较大的岩土热导率非均匀性程度将促进UDBHE传热性能,反之则抑制。同理,岩土体积比热容非均匀性也有一定影响,但其影响随时间变化很小。研究结果对UDBHE性能预测及优化提供重要的参考价值。展开更多
文摘U型中深层地埋管换热器(U-bend Deep Borehole Heat Exchanger,UDBHE)可有效开采中深层地热能,具有较高的换热性能,因而备受关注。中深层岩土热物性一般随深度而变化,而目前缺乏分层岩土热物性对U型中深层地埋管换热器传热性能影响的深入研究。文章基于已经建立的UDBHE半解析传热模型,研究了分层岩土热物性(热导率和体积比热容)对UDBHE传热性能的影响。研究结果表明:各层岩土热导率和体积比热容对UDBHE传热性能均有一定影响,并且其影响均随着岩土层深度的增大而增大;随着时间的增加,岩土热导率造成的影响逐渐增大,而岩土体积比热容造成的影响基本不变。保持各层岩土热导率的加权平均值不变,岩土热导率非均匀性对传热性能有较大影响,并且较大的岩土热导率非均匀性程度将促进UDBHE传热性能,反之则抑制。同理,岩土体积比热容非均匀性也有一定影响,但其影响随时间变化很小。研究结果对UDBHE性能预测及优化提供重要的参考价值。
文摘针对土壤源热泵系统中单、双U型地埋管换热器的传热问题,建立三维几何模型,用FLUENT软件进行模拟计算,在相同工况下对比分析了钻井深度、流体速度、保温层等对单、双U型埋管换热器的单位井深换热量、流体出口温度及热短路的影响.结果表明,双U型埋管换热器的单井换热量比单U型增加30%以上;无保温层时,双U型埋管换热器的热短路问题较严重;出口管外敷设保温层可有效减小热短路的影响,使单、双U型管换热器单井换热量均增加15%以上,且双U型埋管换热器的综合性能更优;保温层的最佳长度约为120 m.
