地源热泵型地下连续墙内埋管换热器优化设计 被引量：4

1

作者 孙猛 夏才初 张国柱 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期443-448,共6页

根据地下连续墙内埋管换热器传热模型及埋管内流体温度场提出了地下连续墙内埋管换热器换热能力和出水温度的计算方法,并基于正交分析给出了上部建筑负荷最大时地下换热器的换热量及出水温度最高值的回归公式.在此基础上,根据出水温度... 根据地下连续墙内埋管换热器传热模型及埋管内流体温度场提出了地下连续墙内埋管换热器换热能力和出水温度的计算方法,并基于正交分析给出了上部建筑负荷最大时地下换热器的换热量及出水温度最高值的回归公式.在此基础上,根据出水温度最高值、单组埋管长度以及地下连续墙单幅宽度等限制条件提出了地下连续墙内埋管换热器的优化设计方法,并以上海自然博物馆地下连续墙内埋管为例进行了计算.分析表明,该优化设计方法计算简便,容易为工程设计人员所接受. 展开更多

关键词 地源热泵 地下连续墙内埋管换热器 优化设计 正交分析

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地下连续墙内埋管地热换热器传热模型 被引量：6

2

作者 夏才初 孙猛 +1 位作者 张国柱 肖素光 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期440-445,共6页

根据地下连续墙内埋管的结构形式和传热特点,建立开挖面以上和开挖面以下两部分的地下连续墙内埋管传热模型,并采用格林函数法推导其解析解.该模型能求解带有随时间变化的内热源、非齐次边界条件的复合介质热传导问题,可用于地下连续墙... 根据地下连续墙内埋管的结构形式和传热特点,建立开挖面以上和开挖面以下两部分的地下连续墙内埋管传热模型,并采用格林函数法推导其解析解.该模型能求解带有随时间变化的内热源、非齐次边界条件的复合介质热传导问题,可用于地下连续墙及周围土体内的温度场分析,还可用于地下连续墙内埋管布置形式、埋管间距以及间歇运行时间等参数的优化分析. 展开更多

关键词 地下连续墙内埋管换热器 传热模型 地源热泵 解析解

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地下连续墙内埋管地下换热器设计计算方法研究 被引量：3

3

作者 孙猛 夏才初 张国柱 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期413-419,共7页

基于地下连续墙内埋管传热模型的解析解,根据地下换热器进水温度假定曲线,迭代原理及负荷聚合原理提出地下连续墙内埋管地下换热器逐时换热量的计算方法及地下换热器的设计计算方法,并与数值模型、地埋管传热模型及上海自然博物馆的现... 基于地下连续墙内埋管传热模型的解析解,根据地下换热器进水温度假定曲线,迭代原理及负荷聚合原理提出地下连续墙内埋管地下换热器逐时换热量的计算方法及地下换热器的设计计算方法,并与数值模型、地埋管传热模型及上海自然博物馆的现场试验数据进行比较与分析。结果表明:采用该文提出的方法得到的地下换热器逐时换热量与实测值非常吻合,更能准确分析地下连续墙内换热器可承担的换热量的变化情况,并通过将其与满足上部建筑物冷(热)负荷所需的换热量相比较,从而判断地下换热器的设计参数是否合理,为科学设计地下连续墙内埋管地下换热器提供依据。 展开更多

关键词 地源热泵 地下连续墙内埋管 地下换热器 传热模型 设计计算方法

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地源热泵地下垂直埋管换热器的试验研究 被引量：50

4

作者 刘宪英 王勇 +1 位作者 胡鸣明 魏唐棣 《重庆建筑大学学报》 EI CSCD 1999年第5期21-26,共6页

介绍了地源热泵的发展意义及前景， 参照国外地下埋管换热器岩土温度场的求解方法，采用线源理论及热阻网络分析方法建立了传热模型，提出了采用计算法确定大地初始温度并与实测值进行了对比。在建设的垂直埋管换热器试验装置上进行了... 介绍了地源热泵的发展意义及前景， 参照国外地下埋管换热器岩土温度场的求解方法，采用线源理论及热阻网络分析方法建立了传热模型，提出了采用计算法确定大地初始温度并与实测值进行了对比。在建设的垂直埋管换热器试验装置上进行了单管、三管串联运行试验，为开发地源热泵技术提供了可供参考的数据。 展开更多

关键词 地源热泵 地下埋管 换热器 传热模型 空调设备

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增强地源热泵竖直埋管地下换热器换热性能的研究 被引量：25

5

作者 刘冬生 孙友宏 庄迎春 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期648-652,共5页

地下换热器换热性能直接影响到地源热泵系统的初投资和运行成本。地下换热器可分为单U型、双U型和 1+2型三类。采用非稳态法对膨润土、水泥 +砂两类回填材料进行了室内实验 ;在相同的边界条件下 ,采用扶正器和定位器施工可以保证下管 ,... 地下换热器换热性能直接影响到地源热泵系统的初投资和运行成本。地下换热器可分为单U型、双U型和 1+2型三类。采用非稳态法对膨润土、水泥 +砂两类回填材料进行了室内实验 ;在相同的边界条件下 ,采用扶正器和定位器施工可以保证下管 ,并能降低钻孔内热阻。因地制宜地选择埋管形式 ,采用稳定。 展开更多

关键词 竖直埋管 地源热泵 地下换热器

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地下水流动对地下埋管换热器影响的实验研究 被引量：29

6

作者 范蕊 马最良 +1 位作者 姚杨 李斌 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期874-880,共7页

为确定地下水渗流对竖直地下埋管换热器的影响,该文从实验角度出发,分别对无渗流土壤、饱和土壤中地下埋管换热器热负荷对其周边土壤温度场的影响,有渗流土壤中地下水流速、土壤初始温度以及埋管热负荷对土壤温度场的影响进行了实验,从... 为确定地下水渗流对竖直地下埋管换热器的影响,该文从实验角度出发,分别对无渗流土壤、饱和土壤中地下埋管换热器热负荷对其周边土壤温度场的影响,有渗流土壤中地下水流速、土壤初始温度以及埋管热负荷对土壤温度场的影响进行了实验,从而得出在夏热冬冷地区或亚热带地区应用土壤源热泵时,宜采用冷却塔-土壤源热泵混合系统形式或将地下埋管换热器埋设在地下水流速较大地区,以期土壤源热泵的长期良好运行。 展开更多

关键词 地下水流动 地下埋管换热器 实验研究

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非连续运行工况下垂直地埋管换热器的换热特性 被引量：14

7

作者 杨卫波 施明恒 陈振乾 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期328-333,共6页

为了探讨非连续运行条件下地埋管的换热特性,基于相似理论搭建了地下换热模型试验台,进行了不同间歇运行工况的试验测试;建立了垂直U型埋管换热器二维非稳态传热模型,分析了单工况间歇运行、双工况交替运行及地下岩土类型对非连续运行... 为了探讨非连续运行条件下地埋管的换热特性,基于相似理论搭建了地下换热模型试验台,进行了不同间歇运行工况的试验测试;建立了垂直U型埋管换热器二维非稳态传热模型,分析了单工况间歇运行、双工况交替运行及地下岩土类型对非连续运行条件下土壤温度分布特性的影响.结果表明:合理的间歇运行模式有利于埋管周围土壤温度快速恢复,从而可有效提高浅层地热能利用率;对于单工况间歇模式,等负荷强度变运停时间比时土壤温度恢复效果随间歇时间增加而增加;当放热量一定时,土壤温度波动较大,但并不一定能显著改善机组运行效果.对于双工况交替模式,均可显著降低土壤温升率,且间歇双工况交替比连续交替可增加全年土壤取放热不平衡率.此外,土壤导热系数与热扩散率越好,其温度恢复越快.实验表明:所建模型预测温度的计算值与实验值最大绝对误差为0.45℃,相对误差小于5%. 展开更多

关键词 地源热泵 地埋管换热器 非连续运行工况 换热特性

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不同方式地下埋管换热器的实验研究 被引量：13

8

作者 李新国 薛玉伟 赵军 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期39-42,共4页

针对不同方式地下埋管换热器建立实验系统 ,并分别对砂石回填的单U型和双U型井埋管进行夏季排热和冬季取热实验。整理分析了冬、夏季节不同运行工况下的实验数据 ,在此基础上 ,以单位管长换热量为评价指标对不同埋管方式的换热性能进行... 针对不同方式地下埋管换热器建立实验系统 ,并分别对砂石回填的单U型和双U型井埋管进行夏季排热和冬季取热实验。整理分析了冬、夏季节不同运行工况下的实验数据 ,在此基础上 ,以单位管长换热量为评价指标对不同埋管方式的换热性能进行分析比较 ,得出排热工况和取热工况下 ,单U型埋管单位管长换热量高于双U型。同时对埋管换热器的流量和进口水温对其换热性能的影响进行了研究 ,结果表明 ,随着流量的增大 ,排热工况与取热工况下 ,单位管长换热量均增加 ;随着进口水温的升高 ,单位管长排热量增大 。 展开更多

关键词 地下埋管换热器 砂石回填 单U型井埋管 双U型井埋管 换热性能 地源热泵 GSHP

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地下水渗流对竖埋管换热器传热影响的数值模拟 被引量：13

9

作者 曾召田 吕海波 +1 位作者 赵艳林 葛若东 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3007-3014,共8页

地下水渗流对竖埋管换热器与岩土体的热量交换具有显著影响。该文应用地下水渗流理论和传热学理论,建立考虑热传导和地下水渗流共同作用的热渗耦合传热模型;针对南宁河流阶地土层,模拟分析地下水渗流对竖埋管换热器传热的影响。研究结... 地下水渗流对竖埋管换热器与岩土体的热量交换具有显著影响。该文应用地下水渗流理论和传热学理论,建立考虑热传导和地下水渗流共同作用的热渗耦合传热模型;针对南宁河流阶地土层,模拟分析地下水渗流对竖埋管换热器传热的影响。研究结果表明:1)地下水渗流可以强化地埋管的换热,且随着渗流速度的增大,强化换热作用越明显;2)地下水渗流对换热器热交换的影响具有方向性,在此基础上,对竖埋管换热合理的布置方式进行分析;3)南宁河流阶地地区,仅考虑砂砾层存在地下水渗流对换热的影响,更符合工程实际。 展开更多

关键词 地源热泵 地下水渗流 竖埋管换热器 热湿耦合传热模型 数值模拟

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地下水渗流条件下埋地换热器传热性能的实验研究 被引量：8

10

作者 王华军 齐承英 +1 位作者 杜红普 顾吉浩 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1610-1614,共5页

建立了根据地温分布确定地下水流动特性的简化数学模型。针对一个实际工程钻孔进行了地温分布测量,并测试了局部地下水渗流条件下埋地换热器的传热性能。结果表明,上述理论模型具有较好的预测精度。在该文实验条件下,地下水渗流对埋地... 建立了根据地温分布确定地下水流动特性的简化数学模型。针对一个实际工程钻孔进行了地温分布测量,并测试了局部地下水渗流条件下埋地换热器的传热性能。结果表明,上述理论模型具有较好的预测精度。在该文实验条件下,地下水渗流对埋地换热器的传热性能具有明显的强化作用,埋地换热器的换热量平均提高11.35%。 展开更多

关键词 地源热泵 埋地换热器 地下水流动 传热性能 地温分布

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不同方式地下埋管换热器的实验研究 被引量：9

11

作者 朱强 李新国 赵军 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2004年第6期61-64,共4页

埋地换热器换热性能是地源热泵设计基础,针对不同埋管方式埋地换热器建立了砂石回填单 U 型、双 U 型井埋管和混凝土回填单 U 型井埋管的单井实验系统,开展埋地换热器单井的换热性能实验研究。研究了不同的土壤物性、回填材料、埋管数... 埋地换热器换热性能是地源热泵设计基础,针对不同埋管方式埋地换热器建立了砂石回填单 U 型、双 U 型井埋管和混凝土回填单 U 型井埋管的单井实验系统,开展埋地换热器单井的换热性能实验研究。研究了不同的土壤物性、回填材料、埋管数量和运行工况下单井换热器换热性能。 展开更多

关键词 换热器 地下埋管 实验研究 地源热泵

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地下水渗流对地埋管换热器周围温度场的影响 被引量：10

12

作者 刘虎 晋华 +2 位作者 邢述彦 段妍 郝晓燕 《水电能源科学》 北大核心 2012年第12期117-119,110,共4页

为确定地下水渗流对土壤源热泵地埋管换热器周围温度场的影响,以U型地埋管换热器传热系统为例,构建了等效当量直径的单管圆柱换热器传热物理和数学模型,并用多物理场耦合分析软件COMSOLMultiphysics 4.2a对夏季工况下地埋管换热器周围... 为确定地下水渗流对土壤源热泵地埋管换热器周围温度场的影响,以U型地埋管换热器传热系统为例,构建了等效当量直径的单管圆柱换热器传热物理和数学模型,并用多物理场耦合分析软件COMSOLMultiphysics 4.2a对夏季工况下地埋管换热器周围温度场进行数值模拟计算,通过有无渗流条件下不同导热系数、孔隙率土壤温度场变化的对比分析,确定引起温度场变化的主导因素,为下一步试验提供了重要依据。 展开更多

关键词 地下水渗流 土壤源热泵 地埋管换热器 周围温度场 热渗耦合

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以废弃冻结管为地下埋管换热器的地源热泵系统设计研究

13

作者 牛永胜 王建学 刘瑞斌 《煤炭工程》 北大核心 2013年第9期11-13,16,共4页

煤矿冻结法施工后遗留大量废弃的冻结管,这些冻结管管径粗,埋深大。用废弃冻结管作为地埋管换热器,不但换热量远超过传统地源热泵的地埋管换热器,而且废物利用,大大节约了工程投资。文章以实际工程为例,介绍了利用冻结管作为地源热泵换... 煤矿冻结法施工后遗留大量废弃的冻结管,这些冻结管管径粗,埋深大。用废弃冻结管作为地埋管换热器,不但换热量远超过传统地源热泵的地埋管换热器,而且废物利用,大大节约了工程投资。文章以实际工程为例,介绍了利用冻结管作为地源热泵换热器的热泵系统工程设计方法。 展开更多

关键词 冻结管 地源热泵系统 系统设计 换热器 地下埋管

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地下连续墙工字钢接头刷壁器研制 被引量：4

14

作者 童阳 《隧道建设》 北大核心 2017年第A01期199-203,共5页

地下连续墙工字钢接头清刷质量的好坏以及清刷效率的高低直接影响到地下连续墙的止水效果及施工进度。传统的刷壁工艺存在刷壁效果差、刷壁效率低、施工场地要求高、工序繁琐等缺陷。为了解决地下连续墙工字钢接头清刷这一施工难题,通... 地下连续墙工字钢接头清刷质量的好坏以及清刷效率的高低直接影响到地下连续墙的止水效果及施工进度。传统的刷壁工艺存在刷壁效果差、刷壁效率低、施工场地要求高、工序繁琐等缺陷。为了解决地下连续墙工字钢接头清刷这一施工难题,通过对接头刷壁器钢毛刷进行改进以及刷壁器安装方式进行优化,将刷壁器连接固定在成槽机斗架体的刮泥板外立面上,利用成槽机的斗架体带动固定架实现上下运动,从而对地下连续墙接头面进行清理刷壁。地下连续墙工字钢接头刷壁器的研制使得刷壁效果得到了明显改善,解决了工字钢接头清刷的质量问题;同时减少了工序转换,节约了刷壁时间,提高了施工效率,并取得了良好的经济和技术效益。 展开更多

关键词 地下连续墙 工字钢接头 刷壁器 钢毛刷 铲泥板 连接板

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基于神经网络的地下埋管换热器优化模型 被引量：2

15

作者 郭文超 董华 +1 位作者 范波 李丽 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期738-742,共5页

基于经典的Kelvin线热源模型和Kavanaugh圆柱源理论模型,运用负荷叠加、负荷阶跃、负荷累积的思想,结合人工神经网络建立了土壤源热泵系统地下埋管换热器仿真优化模型。与实验和理论已验证过的圆柱源理论模型的比较分析表明,地下埋管神... 基于经典的Kelvin线热源模型和Kavanaugh圆柱源理论模型,运用负荷叠加、负荷阶跃、负荷累积的思想,结合人工神经网络建立了土壤源热泵系统地下埋管换热器仿真优化模型。与实验和理论已验证过的圆柱源理论模型的比较分析表明,地下埋管神经网络优化模型相对于传统的地下埋管解析解模型具有良好的计算精度和泛化能力,该模型应用于土壤源热泵系统的长期运行可以大大缩短计算时间,为土壤源热泵系统的优化及设计提供更有效率的模拟计算方法。 展开更多

关键词 神经网络建立 地下埋管换热器 仿真优化模型 HEAT EXCHANGER 土壤源热泵系统 理论模型 模拟计算方法 负荷累积 线热源模型 系统的优化 解析解模型 圆柱 模型应用 计算时间 计算精度 泛化能力 有效率 分析表 运行 验证

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分层土壤中竖直埋管换热器传热特性 被引量：19

16

作者 张琳琳 赵蕾 杨柳 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期4836-4842,共7页

基于移动有限长线热源理论,考虑土壤分层及存在渗流现象,建立了埋管传热解析模型。利用热响应试验验证了该模型的正确性。对比分层模型与均质模型所给出的埋管散热过程的土壤温度响应表明:埋管周围土壤沿轴向分层使其温度分布也呈现分... 基于移动有限长线热源理论,考虑土壤分层及存在渗流现象,建立了埋管传热解析模型。利用热响应试验验证了该模型的正确性。对比分层模型与均质模型所给出的埋管散热过程的土壤温度响应表明:埋管周围土壤沿轴向分层使其温度分布也呈现分层而非均匀的特点,各层土壤中钻孔壁处温度趋于稳定所需的时间及数值因各层物性的差异而不同。对整个埋管区土壤均质或分层但存在渗流作用以及部分土壤层存在渗流作用等3种情况进行了计算分析,发现:若整个分层土壤中存在渗流,而视土壤为均质并忽略渗流的影响,则对换热能效系数低估可达6.3%;埋管散热在各土壤层中的热作用距离因存在渗流与否偏差可达43%。可见,为了准确评估钻孔周围渗流作用下分层土壤中的温度分布特性,应利用分层模型计算各土壤层中的热作用距离,以最大值确定管间距,否则会导致管群布置时管间距选取偏小。 展开更多

关键词 地埋管换热器 传热 热响应试验 移动线热源 土壤分层模型 地下水渗流 试验验证

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竖直地埋管换热器传热性能的模拟与实验分析 被引量：4

17

作者 陈超 任艳 +3 位作者 王永菲 陈疆 尹龙滨 张羽 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期49-53,共5页

以北京地区竖直单(双)U形地埋管换热器为分析对象,运用两种模拟计算方法,对管内水流速、土壤导热系数、回填材料导热系数、埋管进口温度、钻孔深度以及钻孔间距等因素在冬夏不同工况下,对钻孔深度分别为40 m和100 m地埋管换热器换热性... 以北京地区竖直单(双)U形地埋管换热器为分析对象,运用两种模拟计算方法,对管内水流速、土壤导热系数、回填材料导热系数、埋管进口温度、钻孔深度以及钻孔间距等因素在冬夏不同工况下,对钻孔深度分别为40 m和100 m地埋管换热器换热性能的影响规律进行了比较研究,并在此基础上结合典型工程案例的实测运行数据,提出系统优化运行策略.结果表明:管内水流速、土壤导热系数以及地埋管进口温度对单位钻孔深换热量的影响最为显著;回填材料导热性能增加,对减少钻孔热阻、提高地埋管换热器传热性能的作用有限. 展开更多

关键词 竖直地埋管换热器 地下传热 模拟分析 实验比较

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有渗流时埋管换热器传热模型 被引量：5

18

作者 王子阳 张仪萍 +1 位作者 战国会 俞亚南 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1450-1456,共7页

为研究地下水渗流对埋管换热器传热的影响,以移动热源的格林函数为基础,通过引入虚拟热汇,由叠加原理建立热渗耦合作用下的有限长线热源模型.将此模型与有渗流无限长线热源模型和无渗流有限长线热源模型作了对比,比较结果表明该模型计... 为研究地下水渗流对埋管换热器传热的影响,以移动热源的格林函数为基础,通过引入虚拟热汇,由叠加原理建立热渗耦合作用下的有限长线热源模型.将此模型与有渗流无限长线热源模型和无渗流有限长线热源模型作了对比,比较结果表明该模型计算有渗流时埋管换热器的传热更加合理.针对地下水渗流流速和土壤热物性等对传热影响的分析,表明地下水渗流导致土壤温度场发生变形,渗流速度越大,钻孔壁中点温度越快达到稳态,且稳态过余温度越低;土壤密度和比热越大,土壤导热系数越小,则土壤温度场变形越大. 展开更多

关键词 地源热泵 埋管换热器 地下水渗流 土壤温度场

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渗流对竖直地埋管换热器换热性能的影响 被引量：12

19

作者 张春一 晋华 +2 位作者 刘虎 牛凯 邓宏凯 《水电能源科学》 北大核心 2015年第10期108-111,107,共5页

为了确定渗流对竖直地埋管换热器换热性能的影响,基于多孔介质传热理论与Darcy定律,利用多物理场耦合软件COMSOL建立了三维热渗耦合模型,模拟了有无渗流条件下竖直地埋管换热器周围土壤温度场的变化。结果表明,地下水渗流有助于竖直地... 为了确定渗流对竖直地埋管换热器换热性能的影响,基于多孔介质传热理论与Darcy定律,利用多物理场耦合软件COMSOL建立了三维热渗耦合模型,模拟了有无渗流条件下竖直地埋管换热器周围土壤温度场的变化。结果表明,地下水渗流有助于竖直地埋管换热器换热,且渗流速度越大,竖直地埋管换热器换热效果越明显;平行于渗流方向处温度场偏向下游,垂直于渗流方向处温度场始终保持对称分布,渗流速度由0m/s增大到1.0×10-5 m/s时,对应热作用半径由0.42m减小到0.32m。 展开更多

关键词 土壤源热泵 数值模拟 地下水渗流 地埋管换热器 土壤温度场

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渗流作用下垂直埋管换热器钻孔内外耦合传热计算与分析 被引量：8

20

作者 张琳琳 赵蕾 杨柳 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1290-1300,共11页

为了研究渗流对地埋管换热器性能的影响,综合多孔介质中移动有限长线热源与钻孔内准三维传热模型建立了地埋管换热器钻孔内、外非稳态耦合传热的解析模型,并通过热响应试验数据验证了耦合模型的正确性。探讨了渗流作用下埋管出口水温及... 为了研究渗流对地埋管换热器性能的影响,综合多孔介质中移动有限长线热源与钻孔内准三维传热模型建立了地埋管换热器钻孔内、外非稳态耦合传热的解析模型,并通过热响应试验数据验证了耦合模型的正确性。探讨了渗流作用下埋管出口水温及其周围土壤温度动态响应的变化规律,利用埋管换热能效系数和单位井深换热量两个指标的变化评估了渗流对埋管换热器传热性能的影响。结果表明:不同类型的土壤中埋管传热性差别较大,若忽略渗流速度较大的砂砾层中渗流的影响将导致其中埋管的单位井深换热量设计偏差高达41%;渗流对埋管散热起到促进作用且散热达到稳定所需的时间随渗流速度增大而缩短;推荐采用埋管的进口质量流量流速大于0.4kg·s1,但不宜过大;埋管进口温度对换热能效系数的影响可忽略。并对典型水文条件下各土壤中渗流对串联管群的换热能效系数的影响进行了对比,指出地下管群环路的换热能效系数由土壤物性、渗流速度及串联埋管的钻孔数量共同决定的。 展开更多

关键词 地埋管换热器 地下水渗流 土壤物性 管群换热能效系数

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