土壤源热泵水平螺旋地埋管换热器换热性能研究 被引量：4

1

作者 李志方 邬田华 胡平放 《制冷与空调》 2014年第12期118-123,共6页

通过建立水平螺旋地埋管与回填材料以及土壤的三维换热数学模型,对水平螺旋地埋管换热器的换热性能进行研究。对影响水平螺旋地埋管与土壤之间换热性能的因素进行分析,包括水的流速、进口水温、螺旋环径、相邻环中心间距、回填材料等。... 通过建立水平螺旋地埋管与回填材料以及土壤的三维换热数学模型,对水平螺旋地埋管换热器的换热性能进行研究。对影响水平螺旋地埋管与土壤之间换热性能的因素进行分析,包括水的流速、进口水温、螺旋环径、相邻环中心间距、回填材料等。研究结果表明这些影响因素对换热性能(单位管长换热量和单位土壤长度换热量)有着不同程度的影响。 展开更多

关键词 土壤源热泵 水平螺旋地埋管换热器 数值模拟 影响因素

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浅层竖直螺旋地埋管换热器传热特性实验研究

2

作者 刘亚姣 罗浩 +1 位作者 刘荔 赵宇 《暖通空调》 2025年第2期86-93,共8页

搭建了浅层竖直螺旋地埋管换热器的原型尺度实验平台,对不同管内流速、降雨入渗影响下螺旋地埋管的传热特性进行了实验研究,引入瞬时传热系数、效能系数2个定量评价指标来反映螺旋地埋管的传热特性。结果显示:增大管内流速可提升螺旋地... 搭建了浅层竖直螺旋地埋管换热器的原型尺度实验平台,对不同管内流速、降雨入渗影响下螺旋地埋管的传热特性进行了实验研究,引入瞬时传热系数、效能系数2个定量评价指标来反映螺旋地埋管的传热特性。结果显示:增大管内流速可提升螺旋地埋管的传热性能,但当流速增大到一定程度时,由于换热不充分,对地埋管传热性能的提升效果逐步减弱,同时还会增加系统水泵的能耗,所以建议螺旋地埋管的设计流速在保证湍流的前提下不宜过高;降雨入渗可在一定程度上提升螺旋地埋管区域土壤的热物性,更有利于热量的传递,可有效提升螺旋地埋管的瞬时传热系数和效能系数,从而强化地埋管换热性能。 展开更多

关键词 螺旋地埋管换热器 传热特性 管内流速 降雨入渗 瞬时传热系数 效能系数 原型实验

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水平多层spiral型地埋管数值模拟研究及换热特性分析

3

作者 高英 谷峰 +2 位作者 张越 崔景云 蒋时馨 《石化技术》 CAS 2024年第4期48-50,共3页

本文基于COMSOL软件建立了水平spiral型多层地埋管群传热三维数值模拟模型,并对其换热性能和温度场进行分析研究。结果表明:对比水平spiral多层并联管群来说,远离注入端的地埋管管内温度相对较低。地埋管群周围地层温度有所升高,远离注... 本文基于COMSOL软件建立了水平spiral型多层地埋管群传热三维数值模拟模型,并对其换热性能和温度场进行分析研究。结果表明:对比水平spiral多层并联管群来说,远离注入端的地埋管管内温度相对较低。地埋管群周围地层温度有所升高,远离注入端的地层温度变化相对较小。地埋管群的换热量随循环流体的流速增加而增加,但增幅降低。在进行换热器设计时,应合理控制循环水的流速。3层螺旋地埋管群的换热量略高,但层间干扰明显,建议选用2层并联螺旋管群。 展开更多

关键词 水平螺旋地埋管换热器 传热特性 数值模拟 多层 地埋管群

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竖埋螺旋管地热换热器理论模型及实验研究 被引量：20

4

作者 余乐渊 赵军 +2 位作者 李新国 朱强 周军 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期690-694,共5页

对竖埋螺旋埋管地热换热器建立了传热模型,分析了流量、土壤传热系数对热输出的影响,并计算了等效传热系数、竖埋螺旋埋管换热器对土壤温度场的影响情况。在理论计算的基础上,对一竖埋螺旋管地源热泵系统进行了实验研究,对比分析了理论... 对竖埋螺旋埋管地热换热器建立了传热模型,分析了流量、土壤传热系数对热输出的影响,并计算了等效传热系数、竖埋螺旋埋管换热器对土壤温度场的影响情况。在理论计算的基础上,对一竖埋螺旋管地源热泵系统进行了实验研究,对比分析了理论计算值和实验测试值,并分析了热泵系统的性能。 展开更多

关键词 地源热泵 竖埋螺旋管换热器 理论模型 实验研究

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气象波动对水平埋管换热器传热影响的数值模拟 被引量：6

5

作者 曾召田 赵艳林 +2 位作者 吕海波 莫红艳 蒙剑坪 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1179-1186,共8页

应用气象学方法和传热传质理论,建立考虑气象因素和土体传热共同作用的大气-土壤相互作用模型;针对桂林红粘土地层,模拟分析气象波动对水平埋管换热器传热的影响。研究结果表明：1）在1.0～2.0 m埋深范围内,水平埋管换热器的换热效果明... 应用气象学方法和传热传质理论,建立考虑气象因素和土体传热共同作用的大气-土壤相互作用模型;针对桂林红粘土地层,模拟分析气象波动对水平埋管换热器传热的影响。研究结果表明：1）在1.0～2.0 m埋深范围内,水平埋管换热器的换热效果明显受到地表气象波动的影响,大气温度、蒸发、辐射是主要因素;2）对于红粘土地层,降雨形成的浅层渗流对换热效果的提高幅度约为5.6%;3）通过开展不同设计埋深及埋管间距的换热效果分析,确定桂林红粘土地区水平埋管布置方式的合理值：埋深为2.5 m,埋管间距为2.0 m。 展开更多

关键词 地源热泵 气象波动 水平埋管换热器 大气-土壤相互作用模型 数值模拟

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不同埋深水平蛇形地埋管换热器换热性能比较分析 被引量：7

6

作者 卿菁 王勇 《制冷与空调（四川）》 2015年第5期496-501,共6页

本次采用热响应实验方法,在加热量相同的前提下,分别运行埋深为1.8m层和2.2m层的水平蛇形地埋管系统。还分别建立了与实验工况条件一致水平蛇形地埋管与土壤换热耦合数值计算模型,利用CFD软件求解,分别比较分析埋深为1.8m层和2.2m层水... 本次采用热响应实验方法,在加热量相同的前提下,分别运行埋深为1.8m层和2.2m层的水平蛇形地埋管系统。还分别建立了与实验工况条件一致水平蛇形地埋管与土壤换热耦合数值计算模型,利用CFD软件求解,分别比较分析埋深为1.8m层和2.2m层水平蛇形地埋管与土壤换热数值计算工况和实验工况,发现数值计算结果与实验结果吻合较好,从而证明实验结果是可用的。比较实验工况下单独开启1.8m层和单独开启2.2m层水平蛇形地埋管与土壤换热数进出口水温、土壤平均传热系数K随时间的变化,得出埋深为2.2m层的水平蛇形地埋管与土壤换热的换热性能远远优于埋深为1.8m层的水平蛇形地埋管的结论。 展开更多

关键词 热响应实验 水平蛇形地埋管换热器 换热性能 土壤平均传热系数

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桩基螺旋埋管换热器的沿程换热特性

7

作者 黄光勤 杨小凤 卢军 《暖通空调》 北大核心 2017年第3期117-122,共6页

建立了桩基螺旋埋管换热器的三维数值传热模型,研究了流体沿程换热特性和岩土温度分布特性。结果表明:桩基螺旋埋管换热器沿流动方向有进口、回填料热短路、小温差及出口4个换热阶段,每个换热阶段具有相应的换热特性;进行优化设计时,需... 建立了桩基螺旋埋管换热器的三维数值传热模型,研究了流体沿程换热特性和岩土温度分布特性。结果表明:桩基螺旋埋管换热器沿流动方向有进口、回填料热短路、小温差及出口4个换热阶段,每个换热阶段具有相应的换热特性;进行优化设计时,需控制小温差换热阶段的长度,增加其他换热阶段的长度,以提高螺旋埋管换热器的整体换热能力。 展开更多

关键词 地源热泵 桩基螺旋埋管 换热器 换热特性 换热阶段 温度分布

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水平地埋管换热器在防护工程内的应用研究

8

作者 茅靳丰 李超峰 +3 位作者 李永 邢哲理 周进 陈尚沅 《暖通空调》 北大核心 2015年第6期87-91,共5页

建立了地埋管换热器传热模型,并对模型的可靠性进行了实验验证。利用该模型,对埋设于围岩与岩土之间(即埋深为0.5m)的地埋管的换热和围护结构表面散热量进行了分析。定量分析了埋管深度、隔热层厚度、岩土种类对围护结构表面散热量的影响。

关键词 防护工程 水平地埋管换热器 传热模型 围护结构表面散热量 埋管深度 隔热层厚度 岩土种类 热平衡时间

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水平地埋管换热器埋管间距的探究

9

作者 贾北平 曲云霞 +1 位作者 吕召月 邹雪梅 《区域供热》 2014年第4期16-20,46,共6页

主要针对水平埋管的传热规律及制约因素建立水平埋管周围土壤不稳定温度场的数学模型,并利用有限元进行模拟计算。其次,在建立地源热泵水平埋管换热器传热模型的基础上,对水平埋管传热和周围温度场分布进行了数值模拟,得出最佳的水平埋... 主要针对水平埋管的传热规律及制约因素建立水平埋管周围土壤不稳定温度场的数学模型,并利用有限元进行模拟计算。其次,在建立地源热泵水平埋管换热器传热模型的基础上,对水平埋管传热和周围温度场分布进行了数值模拟,得出最佳的水平埋管间距,这对地源热泵水平埋管工程设计有一定的指导作用。 展开更多

关键词 地埋管 水平埋管 换热器 温度场 数值模拟

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水平螺旋地埋管地源热泵的研究 被引量：7

10

作者 林芸 赵强 方肇洪 《暖通空调》 北大核心 2010年第4期104-109,共6页

提出了适合工程设计计算的水平螺旋地埋管换热器的传热模型,该模型以无限大介质中的一维非稳态传热为基础,同时考虑单位面积埋管长度的影响及长期平均负荷和短期脉冲负荷的不同作用。讨论了单位面积埋管长度和土壤的热物性对水平螺旋地... 提出了适合工程设计计算的水平螺旋地埋管换热器的传热模型,该模型以无限大介质中的一维非稳态传热为基础,同时考虑单位面积埋管长度的影响及长期平均负荷和短期脉冲负荷的不同作用。讨论了单位面积埋管长度和土壤的热物性对水平螺旋地埋管换热器的影响。结合工程实例,计算了所需的埋管长度和埋管的占地面积,与竖直埋管系统进行了比较。 展开更多

关键词 地源热泵 水平螺旋地埋管换热器 传热模型 单位面积埋管长度

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环形均匀分布桩群应用螺旋埋管换热器的数值模拟 被引量：3

11

作者 吴晓澍 茅靳丰 +1 位作者 李宁 刘宇 《暖通空调》 2020年第10期99-106,113,共9页

采用数值模拟的方法,研究了流体流速、进口水温、螺旋管管径、螺距4个参数对桩基埋管换热器出口水温和传热量的影响及周围区域土壤温度动态分布特征。结果表明:桩基埋管换热器的传热量随着流体流速的增大,先不断增大,当流速过大时,传热... 采用数值模拟的方法,研究了流体流速、进口水温、螺旋管管径、螺距4个参数对桩基埋管换热器出口水温和传热量的影响及周围区域土壤温度动态分布特征。结果表明:桩基埋管换热器的传热量随着流体流速的增大,先不断增大,当流速过大时,传热量开始减小;进口水温为32.5-35.0℃时,传热量与进水温度近似呈线性关系,提高进口水温,能够增大传热量;螺旋管管径32 mm的桩基埋管换热器的传热量比管径25 mm的大5.8%;500 mm螺距的桩基埋管换热器的传热量较300,400 mm螺距的分别增大1.7倍和1.2倍,换热效果大幅提高。 展开更多

关键词 环形分布 桩群 螺旋埋管换热器 换热性能 数值模拟 参数设计

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潮汐影响下的竖埋螺旋盘管换热器实验研究

12

作者 刘小冬 崔红社 周恩泽 《能源与环境》 2010年第3期5-6,22,共3页

根据热渗耦合理论,在相似理论的基础上搭建了模拟潮汐涨落的地源热泵砂箱实验台。实验结果表明,潮汐的涨落对地埋管换热器与土壤间的换热性能及其周围温度场产生一定程度的周期性影响。潮汐影响有利于地下埋管换热器周围土壤温度场的恢... 根据热渗耦合理论,在相似理论的基础上搭建了模拟潮汐涨落的地源热泵砂箱实验台。实验结果表明,潮汐的涨落对地埋管换热器与土壤间的换热性能及其周围温度场产生一定程度的周期性影响。潮汐影响有利于地下埋管换热器周围土壤温度场的恢复,提高土壤源热泵系统的运行性能。 展开更多

关键词 潮汐 竖埋螺旋管换热器 热渗耦合 实验研究

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基于混合热源模型的桩基螺旋埋管换热器的温度场分析

13

作者 吴晓澍 齐晓光 宋利洋 《洁净与空调技术》 2020年第2期50-53,共4页

采用数学方法对桩基螺旋埋管换热器的温度场进行了研究。利用叠加原理,建立了基于混合热源模型的桩基螺旋埋管换热器的温度分布解析解。对混合热源模型与纯有限长螺旋线热源模型在桩基典型方向的温度分布进行了比较。结果表明,两种模型... 采用数学方法对桩基螺旋埋管换热器的温度场进行了研究。利用叠加原理,建立了基于混合热源模型的桩基螺旋埋管换热器的温度分布解析解。对混合热源模型与纯有限长螺旋线热源模型在桩基典型方向的温度分布进行了比较。结果表明,两种模型在考虑回水立管的水平径向上的温度响应差距最大。初始无量纲温度差值达到0.31,相对误差为41%。随着Fo的增大,绝对误差逐渐增大,相对误差逐渐减小。稳定时,绝对误差达到0.35,相对误差达到11%。在实际桩基埋管换热器的设计计算时,要考虑回水立管带来的热作用影响。 展开更多

关键词 混合热源模型 桩基螺旋埋管换热器 温度场分析

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严寒地区土壤源热泵地下水平埋管换热性能影响研究 被引量：10

14

作者 李晓燕 于佳文 +1 位作者 杜世强 李立 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期540-545,共6页

针对严寒地区地源热泵水平埋管换热器的传热规律及其制约因素,建立加土壤保温层水平埋管换热器周围土壤不稳定温度场的物理和数学模型,并对所建立的模型进行模拟计算及实验验证。研究加保温层前后埋管周围土壤的温度变化以及不同运行方... 针对严寒地区地源热泵水平埋管换热器的传热规律及其制约因素,建立加土壤保温层水平埋管换热器周围土壤不稳定温度场的物理和数学模型,并对所建立的模型进行模拟计算及实验验证。研究加保温层前后埋管周围土壤的温度变化以及不同运行方式下埋管周围土壤的温度场。结果显示:加土壤保温层后,单埋管换热器周围土壤温度提高1.30℃,双埋管换热器周围土壤温度提高约1.20℃。间歇运行比连续运行更有利于土壤温度的恢复,埋管换热量也得到提高。 展开更多

关键词 土壤源热泵 严寒地区 水平埋管 换热器传热量

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青岛地区水平埋管换热器换热特性分析

15

作者 张长兴 王新杰 +2 位作者 王煜升 孙鹏堃 刘玉峰 《能源工程》 2021年第2期34-40,共7页

水平埋管换热器的换热性能对地源热泵系统的运行节能性有重要影响。以青岛棕壤地区为例,建立了考虑太阳辐射、地表温度波动、土壤竖直方向上的温度梯度等因素的水平埋管换热器传热模型,模拟了埋管深度、土壤导热系数对水平埋管换热器换... 水平埋管换热器的换热性能对地源热泵系统的运行节能性有重要影响。以青岛棕壤地区为例,建立了考虑太阳辐射、地表温度波动、土壤竖直方向上的温度梯度等因素的水平埋管换热器传热模型,模拟了埋管深度、土壤导热系数对水平埋管换热器换热性能的影响。研究结果表明:热泵系统制冷工况下,埋深2 m和2.5 m时对应的换热量较埋深1.5 m时的对应值分别增加了10.4%和15.4%;土壤导热系数由1.278 W/(m·K)增加到3.278W/(m·K)时,水平埋管的换热量增加了68.24%;HGHE的传热效率随着埋深和导热系数的增加而不断提高。以埋深2 m为界,上部区域的土壤温度受气温和太阳辐射的影响较大,下部区域主要受地埋管换热影响。 展开更多

关键词 地源热泵 太阳辐射 水平埋管换热器 换热量 土壤温度分布

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水平蛇形地埋管与土壤换热数值计算模型与实验结果对比分析以及变系统加热量对水平蛇形地埋管换热性能的影响

16

作者 徐亚娟 卿菁 王勇 《制冷与空调（四川）》 2017年第6期582-587,592,共7页

采用热响应实验方法,在系统流量相同的前提下,改变热响应实验的加热量运行埋深2.2m层的水平蛇形地埋管系统。还建立了与实验工况之一条件一致的水平蛇形地埋管与土壤换热耦合数值计算模型,利用CFD软件求解,比较分析埋深为2.2m层水平蛇... 采用热响应实验方法,在系统流量相同的前提下,改变热响应实验的加热量运行埋深2.2m层的水平蛇形地埋管系统。还建立了与实验工况之一条件一致的水平蛇形地埋管与土壤换热耦合数值计算模型,利用CFD软件求解,比较分析埋深为2.2m层水平蛇形地埋管与土壤换热数值计算工况和实验工况,发现数值计算结果与实验结果吻合较好,从而证明实验结果是可用的。比较在相同流量不同加热量的实验工况下单独开启2.2m层水平蛇形地埋管与土壤换热数进出口水温、土壤平均传热系数K随时间的变化,得出一定的变化规律和参考数据。 展开更多

关键词 热响应实验 变加热量 水平蛇形地埋管换热器 土壤平均传热系数 换热性能

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热泵系统地下换热器埋管模型理论与计算

17

作者 田刚 李晓东 《低温建筑技术》 2008年第6期138-140,共3页

文中以土壤源热泵地下换热器水平埋管为研究对象,建立了地下埋管的二维数学模型。使用边界离散、保形变换方法对模型进行求解,得到级数形式的解。对数学模型求解时,考虑了其他算法所忽略的因素(管壁外表面温度、地下埋管上方大地表面温... 文中以土壤源热泵地下换热器水平埋管为研究对象,建立了地下埋管的二维数学模型。使用边界离散、保形变换方法对模型进行求解,得到级数形式的解。对数学模型求解时,考虑了其他算法所忽略的因素(管壁外表面温度、地下埋管上方大地表面温度等)。 展开更多

关键词 地下换热器水平埋管 理论分析与计算

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水平螺旋管外V型槽强化冷凝传热的理论研究 被引量：2

18

作者 顾红芳 孙丹 +1 位作者 章燕谋 陈听宽 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第7期57-61,共5页

对水平螺旋管外开有Ｖ型槽时的凝结换热强化问题进行了理论研究．针对Ｖ型槽的冷凝换热特点，将Ｖ型槽流动区域分为传热区和液流区两个部分，对其分别建立了理论模型，并进行了数学描写．通过分析两个区之间流动和换热的有机联系，得到... 对水平螺旋管外开有Ｖ型槽时的凝结换热强化问题进行了理论研究．针对Ｖ型槽的冷凝换热特点，将Ｖ型槽流动区域分为传热区和液流区两个部分，对其分别建立了理论模型，并进行了数学描写．通过分析两个区之间流动和换热的有机联系，得到了螺旋管外Ｖ型槽冷凝换热问题的理论解，并给出了能用于工程实际的换热准则方程式． 展开更多

关键词 水平螺旋管 强化传热 V型槽 螺旋器 凝结换热

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水平埋管热作用下周围土壤热湿特性实验研究 被引量：4

19

作者 高岩 郭海豹 +1 位作者 胡晓蕾 张威宁 《暖通空调》 北大核心 2017年第6期113-116,共4页

土壤含湿量的不同是影响土壤导热系数的主要因素之一,进而影响地埋管地源热泵系统地下埋管换热器的换热性能。沙箱实验结果显示,水平埋管周围土壤水分迁移现象有可能受到地下埋管换热器热作用的影响,土壤温度梯度是土壤水分迁移的主要... 土壤含湿量的不同是影响土壤导热系数的主要因素之一,进而影响地埋管地源热泵系统地下埋管换热器的换热性能。沙箱实验结果显示,水平埋管周围土壤水分迁移现象有可能受到地下埋管换热器热作用的影响,土壤温度梯度是土壤水分迁移的主要动力。取热工况下,埋管周围土壤水分迁移现象可以忽略;排热工况下,埋管与周围土壤间热湿作用相互耦合,水平及竖直方向上均呈现土壤水分由管壁处向埋管远端迁移的现象。 展开更多

关键词 热泵 水分迁移 水平埋管 换热器 体积含湿量

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北京地区地源热泵水平集管能量损失模拟分析 被引量：3

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作者 杨灵艳 朱清宇 徐伟 《暖通空调》 北大核心 2013年第3期36-40,共5页

通过对竖直地埋管地源热泵系统的水平集管建立能量损失模型,分析了影响其能量损失的因素。以北京地区某办公建筑为例,模拟了地源热泵冬季运行过程中,水平集管能量损失对热泵机组COP的影响,从而得出不同水平集管长度相应的处理方法,为地... 通过对竖直地埋管地源热泵系统的水平集管建立能量损失模型,分析了影响其能量损失的因素。以北京地区某办公建筑为例,模拟了地源热泵冬季运行过程中,水平集管能量损失对热泵机组COP的影响,从而得出不同水平集管长度相应的处理方法,为地源热泵系统设计的完善提供了参考依据。 展开更多

关键词 地源热泵 水平集管 能量损失 数值模拟 竖直地埋管换热器

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