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

1

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型埋管 准三维模型 热渗耦合 实验验证

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基于准三维模型的垂直U型埋管换热特性影响因素的分析 被引量：4

2

作者 杨卫波 施明恒 陈振乾 《流体机械》 CSCD 北大核心 2012年第4期56-62,共7页

为了探讨各因素对地源热泵地下埋管换热特性的影响,建立了同时考虑流体温度沿程变化与U型两支管热干扰的垂直U型埋管准三维传热解析解模型。基于模型求解,分析了回填物与管材导热性、管脚间距、循环流体流量及钻孔深度等对埋管换热特性... 为了探讨各因素对地源热泵地下埋管换热特性的影响,建立了同时考虑流体温度沿程变化与U型两支管热干扰的垂直U型埋管准三维传热解析解模型。基于模型求解,分析了回填物与管材导热性、管脚间距、循环流体流量及钻孔深度等对埋管换热特性的影响。结果表明:回填物与管材的导热性、管脚间距及循环流体流量的加大均可以强化地下换热器的换热效果。但回填物导热性不可无限制增大,其大小要考虑对增大管脚热干扰的影响及其与管脚间距的相互关联性,应对两者进行优化设计。同时,流体流量的加大会增加单位埋管换热量,但其增加幅度越来越小,应以流动阻力增加作为限制条件,采用变流量调节来进行优化。此外,单个钻孔不宜太深,以免降低单位埋管换热能力。试验验证表明,所建模型具有一定的预测精度,其最大预测相对误差在3%以内,可为地埋管换热器传热特性分析及其优化设计提供参考。 展开更多

关键词 地源热泵 垂直u型埋管换热特性 准三维模型 影响因素 试验验证

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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

3

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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U型垂直埋管换热器管群周围土壤温度数值模拟 被引量：54

4

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型垂直埋管换热器 Autough2计算软件 取热 排热

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基于TRNSYS的双U型垂直埋管换热器的模拟分析 被引量：1

5

作者 龚光彩 曾令文 +2 位作者 王汉青 苏欢 陈帆 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期110-115,共6页

以长沙市某一实际工程的双U型垂直埋管换热器为研究对象,利用TRNSYS建立了地埋管的仿真模型,通过仿真模型及正交试验设计方法研究夏季影响埋管周围土壤平均温度的因素,并分析了这些因素的影响程度.结果表明：钻井深度、钻井间距、钻井... 以长沙市某一实际工程的双U型垂直埋管换热器为研究对象,利用TRNSYS建立了地埋管的仿真模型,通过仿真模型及正交试验设计方法研究夏季影响埋管周围土壤平均温度的因素,并分析了这些因素的影响程度.结果表明：钻井深度、钻井间距、钻井数量及回填材料导热系数对土壤平均温度有不同程度的影响,其中钻井间距的影响尤为明显.最佳钻井间距应为4~5m,回填材料最佳导热系数为1.7~2.1 W/（m·K）,钻井最佳深度为60~100m. 展开更多

关键词 钻井深度 钻井间距 双u型垂直埋管换热器 TRNSYS 钻井数量 回填材料导热系数 土壤平均温度

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乙二醇质量浓度对垂直U型地埋管的传热影响的数值模拟 被引量：1

6

作者 尚少文 宋娇 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第3期504-509,共6页

目的研究添加不同质量浓度乙二醇溶液对地埋管换热性能的影响.方法利用gambit和fluent软件建立一个简单垂直U型地埋管热泵机组模型,模拟在不同工况下不同乙二醇的热物性参数对应的机组性能.结果夏季制冷工况下,添加乙二醇与未添加相比... 目的研究添加不同质量浓度乙二醇溶液对地埋管换热性能的影响.方法利用gambit和fluent软件建立一个简单垂直U型地埋管热泵机组模型,模拟在不同工况下不同乙二醇的热物性参数对应的机组性能.结果夏季制冷工况下,添加乙二醇与未添加相比冷凝器的出口温度升高,乙二醇质量浓度每升高10%,温度升高1‰左右.冬季制热工况下,添加乙二醇与未添加相比蒸发器的出口温度降低,乙二醇质量浓度每升高10%,温度降低1%左右.结论通过数值模拟,得出在夏季制冷工况下,乙二醇质量浓度变化对地埋管换热的影响不太大.冬季制热时,随着乙二醇质量浓度的升高制热量降低.并得到在制冷和制热的工况下不同质量浓度的乙二醇对应的热泵机组的出口温度随时间的变化规律及模拟出在质量浓度对应的制热量的修正系数. 展开更多

关键词 乙二醇质量浓度 垂直u型地埋管 热泵性能 修正系数 数值模拟

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U型埋管换热器三维数值模拟和供热实验研究 被引量：16

7

作者 任晓红 孙纯武 胡彦辉 《重庆建筑大学学报》 CSCD 2004年第5期90-95,共6页

系统地介绍了以有限控制容积的瞬态热平衡原理为基础,采用有限差分法建立的单根垂直U型埋管换热器三维瞬态传热模型,并且与整个冬季供热实验测试结果进行了对比。此外,根据原始地温的测试数据,结合相关文献,总结出重庆地区湿重型土壤的... 系统地介绍了以有限控制容积的瞬态热平衡原理为基础,采用有限差分法建立的单根垂直U型埋管换热器三维瞬态传热模型,并且与整个冬季供热实验测试结果进行了对比。此外,根据原始地温的测试数据,结合相关文献,总结出重庆地区湿重型土壤的原始地温计算式,为求解传热模型,提供了必要的定解条件。 展开更多

关键词 垂直u型埋管换热器 地源热泵 供热测试 传热模型

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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

8

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 单位井深换热量

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双圆柱坐标下垂直埋管土壤热湿耦合迁移理论模型与数值模拟 被引量：2

9

作者 李新国 李伟 李丽梅 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1067-1071,共5页

以土壤热湿迁移理论为基础,建立双圆柱坐标系下U型垂直埋地换热器周围土壤内三维非稳态热湿耦合迁移模型,并考虑土壤内热湿迁移的相互影响,编制相应的计算软件。进行不同土壤物性、不同运行工况、不同初始含湿量对U型垂直埋地换热器周... 以土壤热湿迁移理论为基础,建立双圆柱坐标系下U型垂直埋地换热器周围土壤内三维非稳态热湿耦合迁移模型,并考虑土壤内热湿迁移的相互影响,编制相应的计算软件。进行不同土壤物性、不同运行工况、不同初始含湿量对U型垂直埋地换热器周围土壤内热湿迁移影响的研究。将模拟值与实验结果进行比较,表明该模型可用于实际应用的模拟分析。 展开更多

关键词 u型垂直埋地换热器 土壤内热湿迁移 双圆柱坐标系

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U型埋管周围温度场的边界元区域分解算法 被引量：1

10

作者 何媛媛 李茂军 马健军 《重庆工学院学报（自然科学版）》 2008年第9期28-31,共4页

将U型垂直埋管地源热泵系统的稳态温度场分布归结为不同深度地层中分片常系数不连续介质的混合边值问题,应用基于边界元的非重叠型区域分解法把计算区域分解成2个子区域进行并行计算,在公共界面上满足温度和单位换热量的连续性.结果表明... 将U型垂直埋管地源热泵系统的稳态温度场分布归结为不同深度地层中分片常系数不连续介质的混合边值问题,应用基于边界元的非重叠型区域分解法把计算区域分解成2个子区域进行并行计算,在公共界面上满足温度和单位换热量的连续性.结果表明,对于土壤热源地下50m U型垂直埋管周围土壤的稳态温度场问题,其计算值与实验结果吻合良好,并进一步分析了不同土壤物性和不同回填材料对土壤温度分布的影响. 展开更多

关键词 u型垂直埋管地热源热泵 边界元 非重叠型区域分解法 并行计算

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空气源蓄热式土壤源热泵系统模拟研究 被引量：4

11

作者 张姝 郑茂余 《流体机械》 CSCD 北大核心 2012年第8期69-74,共6页

提出了空气源蓄热式土壤源热泵系统,该系统将夏季自然空气热量蓄存于土壤中,冬季再由热泵取出供热,即实现了可再生能源的移季利用又能解决严寒地区应用土壤源热泵引起的土壤全年总取热量与总排热量失衡的问题。为研究系统运行特性,建立... 提出了空气源蓄热式土壤源热泵系统,该系统将夏季自然空气热量蓄存于土壤中,冬季再由热泵取出供热,即实现了可再生能源的移季利用又能解决严寒地区应用土壤源热泵引起的土壤全年总取热量与总排热量失衡的问题。为研究系统运行特性,建立了系统全年仿真模型,并以哈尔滨某建筑为例进行了模拟计算。结果表明,经移季蓄热埋管管壁处土壤温度升高了3.2℃,显著改善了热泵运行条件,使得供暖保证率达到了99.5%,热泵性能系数为3.99,系统全年供热性能系数为2.56。证明了该系统在严寒地区应用是可行的。 展开更多

关键词 空气源蓄热 土壤源热泵 垂直u型埋管 模拟 严寒地区

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南京地区混合式地源热泵系统可行性与初投资的探讨 被引量：13

12

作者 余跃进 陈正顺 《流体机械》 CSCD 北大核心 2008年第8期70-72,共3页

根据南京地区空调负荷的特点分析了南京地区混合式地源热泵系统的可行性,改善土壤与U型管换热的情况,平衡冬夏季大地的得热与失热情况;介绍了地埋管与辅助冷却塔联合运行的方式,并与不同空调负荷设计U型地埋管时的初投资与地埋管占地面... 根据南京地区空调负荷的特点分析了南京地区混合式地源热泵系统的可行性,改善土壤与U型管换热的情况,平衡冬夏季大地的得热与失热情况;介绍了地埋管与辅助冷却塔联合运行的方式,并与不同空调负荷设计U型地埋管时的初投资与地埋管占地面积进行了比较。 展开更多

关键词 混合式地源热泵 u型垂直埋管 可行性 运行方式 初投资

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