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垂直U型地埋管换热器的数值模拟分析 被引量:10
1
作者 连小鑫 刘金祥 +2 位作者 陈晓春 李莹 丁高 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期48-55,共8页
采用Fluent软件对垂直U型地埋管三维非稳态热渗耦合换热进行研究。分析了土壤热物性、管内流速、渗流速度以及回填材料的导热系数对地埋管的换热影响。结果表明:地埋管的换热量分别与管内流速、渗流速度、土壤的导热系数以及回填材料的... 采用Fluent软件对垂直U型地埋管三维非稳态热渗耦合换热进行研究。分析了土壤热物性、管内流速、渗流速度以及回填材料的导热系数对地埋管的换热影响。结果表明:地埋管的换热量分别与管内流速、渗流速度、土壤的导热系数以及回填材料的导热系数成正比,通过拟合分别获得平均每天换热量与管内流速、渗流速度和回填材料导热系数的关系式;土壤的热扩散系数对地埋管的热作用半径影响显著;同时渗流速度越大,换热稳定时间越短,土壤圆周方向上各点温度相差越大,且土壤温度场恢复能力越好。 展开更多
关键词 垂直u型地埋管 数值模拟 热渗耦合换热 热作用半径
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垂直U型地埋管换热器性能的动态仿真 被引量:2
2
作者 代兰花 肖瑶瑶 《河南科技》 2021年第22期104-109,共6页
本文基于圆柱内热源理论建立了垂直U型地埋管换热器的数学模型。在MATLAB软件中建立了垂直U型地埋管换热器的动态仿真平台。利用该仿真平台研究进口温度、进口流速、钻井深度、回填材料、土壤以及间歇运行时间比等因素对垂直U型地埋管... 本文基于圆柱内热源理论建立了垂直U型地埋管换热器的数学模型。在MATLAB软件中建立了垂直U型地埋管换热器的动态仿真平台。利用该仿真平台研究进口温度、进口流速、钻井深度、回填材料、土壤以及间歇运行时间比等因素对垂直U型地埋管换热器换热性能的影响规律。结果表明,在一定范围内提高进口温度可以提升垂直U型地埋管换热器的换热性能;当进口流速为0.4~0.6 m/s时,增大进口流速可以有效提升垂直U型地埋管换热器的换热量;钻井深度越深,钻孔总换热量增加明显,单位钻孔深度换热量略微减小;但随着运行时间的增加,回填材料导热系数对换热的影响逐渐降低;土壤的导热系数越大,垂直U型地埋管换热器的换热量越大;采用间歇运行的方式可以提升垂直U型地埋管换热器的换热性能。 展开更多
关键词 垂直u型地埋管换热器 动态仿真 影响因素 换热性能
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基于ANSYS的垂直U型埋管换热器全年试验分析及模拟
3
作者 胡宁 李雪飞 +1 位作者 吴军 刘凯 《安徽建筑大学学报》 2014年第6期73-76,95,共5页
通过分析,建立了120m深垂直U型埋管换热器及土壤温度场的数学模型,并就典型气候条件下换热器的换热性能及周围土壤温度场的变化情况进行了实测分析及数值模拟,为夏热冬冷地区地埋管换热器系统的设计、施工提供一定参考。
关键词 地源热泵系统 垂直u型地埋管换热器 模拟 ANSYS
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垂直U型埋管换热器全年试验分析及模拟
4
作者 胡宁 王晏平 李雪飞 《山西建筑》 2014年第33期112-114,共3页
通过分析,建立了120 m深垂直U型埋管换热器及土壤温度场的数学模型,并就典型气候条件下换热器的换热性能及周围土壤温度场的变化情况进行了实测分析及数值模拟,为夏热冬冷地区地埋管换热器系统的设计、施工提供一定参考。
关键词 地源热泵系统 垂直u型地埋管换热器 模拟 ANSYS
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U型垂直埋管换热器管群周围土壤温度数值模拟 被引量:52
5
作者 李新国 赵军 周倩 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期703-707,共5页
在所建立的内热源型埋地换热器模型基础上,采用专业多孔介质计算软件Autough2对模型进行模拟计算。在对单根换热器不同土壤物性对土壤温度影响模拟结果基础上,着重对U型垂直埋管换热器管群模拟只有取热或只有排热单季运行工况下的土壤... 在所建立的内热源型埋地换热器模型基础上,采用专业多孔介质计算软件Autough2对模型进行模拟计算。在对单根换热器不同土壤物性对土壤温度影响模拟结果基础上,着重对U型垂直埋管换热器管群模拟只有取热或只有排热单季运行工况下的土壤温度变化,和既有取热又有排热的双季运行工况下的土壤温度变化,分析各自对地源热泵应用效果的影响。 展开更多
关键词 内热源 u垂直管换热 Autough2计算软件 取热 排热
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垂直U型埋管换热器准三维热渗耦合模型及其实验验证 被引量:13
6
作者 杨卫波 陈振乾 施明恒 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期383-389,共7页
为了探讨热渗耦合对土壤源热泵地埋管换热的影响,基于多孔介质传热传质及地下水渗流理论,通过耦合竖直方向一维流体模型与水平面内土壤二维非稳态热渗耦合模型,建立了考虑地下水渗流影响的准三维U型埋管热渗耦合模型。基于模型的数值求... 为了探讨热渗耦合对土壤源热泵地埋管换热的影响,基于多孔介质传热传质及地下水渗流理论,通过耦合竖直方向一维流体模型与水平面内土壤二维非稳态热渗耦合模型,建立了考虑地下水渗流影响的准三维U型埋管热渗耦合模型。基于模型的数值求解,探讨了土壤热物性及地下水渗流对埋管换热特性的影响。结果显示:土壤导热系数与比热容的增大均有利于加强埋管的换热,且地下水渗流的存在有利于强化地下埋管与周围土壤间的换热能力,提高土壤源热泵系统的运行效率。实验验证表明,所建模型具有一定的预测精度,可为地下埋管换热器传热特性的研究提供理论基础。 展开更多
关键词 土壤源热泵 垂直u埋管 准三维模 热渗耦合 实验验证
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基于正交试验的中深层U型地埋管换热器换热性能影响因素分析
7
作者 孙虎 王铭 +3 位作者 郭文 高远 王沣浩 蔡皖龙 《建筑节能(中英文)》 CAS 2024年第11期1-5,共5页
对中深层U型地埋管换热器换热性能影响因素进行了研究,建立了中深层U型地埋管换热器三维全尺寸数值传热模型,通过正交试验极差法,分析了入口温度、岩土热导率、地温梯度、埋深以及支管间距的影响。结果表明,这5项因素对中深层U型地埋管... 对中深层U型地埋管换热器换热性能影响因素进行了研究,建立了中深层U型地埋管换热器三维全尺寸数值传热模型,通过正交试验极差法,分析了入口温度、岩土热导率、地温梯度、埋深以及支管间距的影响。结果表明,这5项因素对中深层U型地埋管换热器换热性能的影响显著性依次为:埋深、地温梯度、入口温度、岩土热导率、支管间距。埋深、地温梯度对换热性能的影响近似于线性;岩土热导率对换热性能的影响则接近于抛物线变化,随岩土热导率的增加,换热性能快速提升;当入口温度从15℃升高至20℃时,平均进出口温差迅速下降,换热量迅速减少,因此建议U型地埋管的入口温度应小于20℃。 展开更多
关键词 中深层u型地管换热 数值模拟 换热性能 正交试验
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冀南地区双U型地埋管换热器热响应试验研究
8
作者 李朋朋 韩乐 +3 位作者 李永 罗景辉 张晓飞 张昌建 《区域供热》 2024年第6期60-66,144,共8页
通过对邯郸市磁县某产业园内的双U型地埋管换热器进行现场热响应试验,分析该区域地源热泵系统的换热性能。试验在埋管深度为120 m的条件下进行,结果显示,该区域岩土的原始平均温度为18.01℃,平均导热系数为2.098 W/(m·K)。基于试... 通过对邯郸市磁县某产业园内的双U型地埋管换热器进行现场热响应试验,分析该区域地源热泵系统的换热性能。试验在埋管深度为120 m的条件下进行,结果显示,该区域岩土的原始平均温度为18.01℃,平均导热系数为2.098 W/(m·K)。基于试验数据,对地埋管换热器的换热能力进行了设计工况下的折算分析:在夏季工况下(供回水平均温度为32.5℃),单位延米的排热量参考值为63.065 W/m;在冬季工况下(供回水平均温度为6℃),单位延米的取热量参考值为52.24 W/m。研究结果可为邯郸市磁县地区地源热泵系统的合理设计提供参考。 展开更多
关键词 土壤换热 u型地埋管 热响应试验 地源热泵
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U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究 被引量:19
9
作者 纪世昌 胡平放 《制冷与空调》 2007年第4期35-37,共3页
在单根U型垂直埋管周围土壤传热模型的基础上建立管群的传热模型。通过MATLAB软件中的PDE工具箱求解U型垂直埋管管群周围非稳态温度场。通过对夏季制冷工况的模拟,确定一定条件下管群间的热干扰及其发生时间,定量预测热干扰的程度及其... 在单根U型垂直埋管周围土壤传热模型的基础上建立管群的传热模型。通过MATLAB软件中的PDE工具箱求解U型垂直埋管管群周围非稳态温度场。通过对夏季制冷工况的模拟,确定一定条件下管群间的热干扰及其发生时间,定量预测热干扰的程度及其结果。通过对管群间热干扰的分析,提出解决方案,为U型垂直换热埋管的地下管群的设计提供参考依据。 展开更多
关键词 土壤源热泵 u垂直埋管 非稳态温度场 热作用半径 热扰动
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合肥地区垂直U型埋管换热器实验分析及模拟
10
作者 刘亮 《安徽建筑》 2010年第5期129-130,共2页
文章选取80m深垂直U型埋管换热器进行了理论分析,建立了埋管换热器以及周围土壤温度场的数学模型,实验分析了合肥地区夏季典型气候条件不同运行模式下地埋管换热器的换热性能及其周围土壤温度场的变化情况;最后对地埋管换热器长期运行... 文章选取80m深垂直U型埋管换热器进行了理论分析,建立了埋管换热器以及周围土壤温度场的数学模型,实验分析了合肥地区夏季典型气候条件不同运行模式下地埋管换热器的换热性能及其周围土壤温度场的变化情况;最后对地埋管换热器长期运行工况进行了模拟,给地源热泵系统施工提供了一定的参考价值。 展开更多
关键词 地源热泵系统 垂直u型地埋管换热器 模拟 ANSYS
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U型管埋地换热器三维传热模型及实验对比分析 被引量:32
11
作者 赵军 张春雷 +2 位作者 李新国 余乐渊 宋德坤 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期63-66,共4页
针对U型管埋地换热器的传热特点,考虑了两管脚之间的相互影响,建立起非稳态传热模型。采用数值解法对该理论模型进行了求解,并将结果与实验值进行了对比分析,发现两者变化趋势一致,但理论计算结果比实验测试值低,其中的一个重要原因是... 针对U型管埋地换热器的传热特点,考虑了两管脚之间的相互影响,建立起非稳态传热模型。采用数值解法对该理论模型进行了求解,并将结果与实验值进行了对比分析,发现两者变化趋势一致,但理论计算结果比实验测试值低,其中的一个重要原因是因为换热器与土壤间的热交换不是纯导热过程,还应该进一步考虑土壤中热湿迁移等因素的影响。 展开更多
关键词 地源热泵 u换热 管脚 数值解法
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土壤热源热泵系统垂直U形埋地换热器传热过程及合理间距的分析 被引量:11
12
作者 周亚素 张旭 陈沛霖 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期10-15,共6页
利用传热理论 ,提出了土壤热源热泵垂直U形埋地换热器的等效换热器 ,并通过传热热阻分析 ,得到 :埋地换热器在土壤中的取热过程 ,热阻的主要成分是土壤和塑料管壁。在换热强度为单位管长 40W /m(单位埋孔长度 80W/m) ,类似上海地区的气... 利用传热理论 ,提出了土壤热源热泵垂直U形埋地换热器的等效换热器 ,并通过传热热阻分析 ,得到 :埋地换热器在土壤中的取热过程 ,热阻的主要成分是土壤和塑料管壁。在换热强度为单位管长 40W /m(单位埋孔长度 80W/m) ,类似上海地区的气象与地质条件下 ,对 5 0m深的埋地换热器孔中心间距至少为 5~ 6m ,才能保证换热器之间相互不受干扰。 展开更多
关键词 土壤热源热泵 垂直u换热 等效换热 传热热阻 合理间距
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U型管桩埋换热器稳态传热模拟研究 被引量:8
13
作者 赵军 吴挺 +1 位作者 朱强 龚宇烈 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期59-62,共4页
采用能量平衡的方法建立了土壤层内U型管桩埋换热器稳态传热模型,并以天津市一地源热泵实际工程为背景,模拟计算了管脚热影响因子、土壤导热系数等对U型管桩埋换热器的传热特性的影响。
关键词 地源热泵 u管桩换热 管脚热影响因子
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U型地埋管换热器的传热性能数值模拟 被引量:3
14
作者 吴金星 李俊超 +3 位作者 潘彦凯 许克 王志杰 伍焱兵 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2013年第6期108-111,共4页
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... 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. 展开更多
关键词 土壤源热泵 换热 u型地埋管 热短路 保温层 数值模拟
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单U型和双U型地埋管换热器换热性能试验研究 被引量:7
15
作者 刘超 高理福 +1 位作者 李云忠 李浩 《四川建筑科学研究》 北大核心 2015年第1期289-291,共3页
对绵阳市某单U型和双U型地埋管换热器换热性能进行试验研究的结果表明,双U型地埋管换热器供回水温差小于单U型地埋管;回水温度低于单U型地埋管;单位井深换热量、能效系数均大于单U型地埋管换热器。在负荷一定的情况下,使用双U型地埋管... 对绵阳市某单U型和双U型地埋管换热器换热性能进行试验研究的结果表明,双U型地埋管换热器供回水温差小于单U型地埋管;回水温度低于单U型地埋管;单位井深换热量、能效系数均大于单U型地埋管换热器。在负荷一定的情况下,使用双U型地埋管可减少打井数量,提高机组运行效率;且间歇运行有利于土壤温度恢复,提高能效系数。 展开更多
关键词 地源热泵 u 地埋管换热 换热性能
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不同负荷特性下单U型地埋管换热器换热性能模拟分析 被引量:3
16
作者 祝健 赵伦武 廖国庆 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期873-876,共4页
文章对单U型地埋管换热器建立二维传热模型,并通过二维截面推移得到其三维模型。运用Ansys热分析软件,分析了某地区在不同空调负荷特性下的单U型地埋管换热器换热性能。模拟结果表明,单U型地埋管换热器在连续负荷作用下,每延米换热量从... 文章对单U型地埋管换热器建立二维传热模型,并通过二维截面推移得到其三维模型。运用Ansys热分析软件,分析了某地区在不同空调负荷特性下的单U型地埋管换热器换热性能。模拟结果表明,单U型地埋管换热器在连续负荷作用下,每延米换热量从运行初期的约130 W下降到末期的34 W左右,在连续运行约200 h后基本保持不变;在间歇负荷作用下,每天运行末期的每延米换热量下降缓慢,在运行8 d后基本不变,保持在48 W左右,与连续负荷相比,换热器的热堆积小。 展开更多
关键词 u型地管换热 空调负荷特性 模拟 换热性能
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基于数值计算的U型地埋管井群换热器计算模型研究 被引量:4
17
作者 张丹 王发辉 《可再生能源》 CAS 北大核心 2011年第5期120-123,共4页
针对U型地埋管换热器的特点,在分析单井换热器换热量的基础上,考虑到多井换热器井与井之间传热的相互干扰,提出了一种用于U型地埋管井群换热器数值计算的9井模型,这种模型在数值计算时既能代表一般井群换热的规律,又便于计算机处理,为... 针对U型地埋管换热器的特点,在分析单井换热器换热量的基础上,考虑到多井换热器井与井之间传热的相互干扰,提出了一种用于U型地埋管井群换热器数值计算的9井模型,这种模型在数值计算时既能代表一般井群换热的规律,又便于计算机处理,为实际工程中分析井群换热规律提供了很好的理论依据。 展开更多
关键词 地源热泵 u型地管换热 井群 换热规律
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土壤源热泵U型埋管换热器传热的非稳态数值模拟 被引量:4
18
作者 唐逸 耿鹏云 鄂广全 《节能技术》 CAS 2007年第6期512-515,共4页
本文基于能量平衡方程,建立了土壤源热泵U型埋管换热器周围土壤的非稳态传热模型,用所建立的传热模型对土壤源热泵冬季取热过程进行了动态模拟。研究了不同物性土壤温度及U型埋管出口流体温度的变化规律,分析了土壤物性对换热器换热性... 本文基于能量平衡方程,建立了土壤源热泵U型埋管换热器周围土壤的非稳态传热模型,用所建立的传热模型对土壤源热泵冬季取热过程进行了动态模拟。研究了不同物性土壤温度及U型埋管出口流体温度的变化规律,分析了土壤物性对换热器换热性能的影响,采用间歇运行方式提高了换热器换热能力。通过建立数学模型得出的结果,可供设计参考。 展开更多
关键词 土壤源热泵 u管换热 土壤温度场
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土壤热渗耦合作用下U型埋管换热器换热特性数值模拟 被引量:6
19
作者 杨军 韩宗伟 +1 位作者 张艳红 韩宇 《可再生能源》 CAS 北大核心 2014年第6期822-828,共7页
建立了管内流体流动及周围土壤热渗耦合传热的垂直U型地埋管换热数理模型,采用数值方法对有渗流和无渗流工况下的土壤温度场分布、埋管出口温度、不同渗流速度下的单位井深换热量进行了模拟计算分析。结果表明,地下水渗流作用能减小埋... 建立了管内流体流动及周围土壤热渗耦合传热的垂直U型地埋管换热数理模型,采用数值方法对有渗流和无渗流工况下的土壤温度场分布、埋管出口温度、不同渗流速度下的单位井深换热量进行了模拟计算分析。结果表明,地下水渗流作用能减小埋管出口升温幅度,在埋管入口平均温度为33℃时,有渗流工况下的埋管出口平均温度为29.91℃,无渗流工况下的埋管出口平均温度为30.85℃。单位井深换热量随渗流速度的增大而增加,当地下水渗流速度为10 m/a和400 m/a时,与无渗流工况相比,单位井深换热量分别增大了约6.33%和71.33%。 展开更多
关键词 土壤热渗耦合 垂直u型地埋管 数值方法 单位井深换热
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土壤源热泵地下垂直埋管换热器常用传热模型的研究 被引量:14
20
作者 魏紫娟 秦萍 《制冷与空调(四川)》 2004年第3期17-21,共5页
本文介绍了土壤源热泵的国内外研究现状以及三种常用的埋管换热器传热模型,分析了这三种 模型各自具有的特点和适用条件。并对传热模型的选取提出了自己的观点,为特定条件下如何 选取合适的模型提供了一定参考。
关键词 土壤源热泵系统 垂直管换热 传热模 选取 建筑供热
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