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文檔簡(jiǎn)介
1、地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,地下?lián)Q熱器的性能預(yù)測(cè)非常重要,而地下?lián)Q熱器性能的預(yù)測(cè)需要準(zhǔn)確實(shí)用的數(shù)學(xué)模型。
目前應(yīng)用較多的模型是線熱源解析模型,柱熱源解析模型。這兩種解析模型以恒熱流為前提,對(duì)于實(shí)際工程中的變熱流工況,必須采取“卷積(時(shí)間疊加)”方法,時(shí)間疊加方法用于長(zhǎng)期模擬(比如30年)計(jì)算比較耗時(shí)。
基于熱容熱阻概念,本文給出了單孔地下?lián)Q熱器的非穩(wěn)態(tài)一維顯式數(shù)值模型及其算法。該模型適用于任意熱負(fù)荷工況??梢詿嶝?fù)荷為
2、輸入條件進(jìn)行計(jì)算,也可以入口溫度為輸入條件進(jìn)行計(jì)算。
在假設(shè)恒熱流條件下(80W/m),用不同模型模擬了孔壁溫度的變化,對(duì)解析模型以及數(shù)值模型計(jì)算得到的孔壁溫度進(jìn)行了交叉比較。結(jié)果表明一維數(shù)值模型與柱熱源解析模型基本一致,線熱源模型與柱熱源模型有一定偏差,特別是在初始階段偏差較大。
用4組現(xiàn)場(chǎng)熱相應(yīng)測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)值模型進(jìn)行了驗(yàn)證。加熱器負(fù)荷恒定情況下,以入口實(shí)測(cè)溫度為已知條件,用一維數(shù)值模型計(jì)算出口溫度。對(duì)比出
3、口溫度模擬值與實(shí)測(cè)值發(fā)現(xiàn),兩者吻合很好,4組數(shù)據(jù)最大偏差分別為1.6℃,0.6℃,0.8℃及0.6℃。
變熱流工況下,分別用線熱源解析模型,柱熱源解析模型和數(shù)值模型進(jìn)行了全年模擬。比較再次顯示,一維數(shù)值模型與柱熱源解析模型基本一致。并且,一維數(shù)值模型比兩種解析模型計(jì)算更快。數(shù)值模型模擬換熱器一年的運(yùn)行情況所需計(jì)算時(shí)間不足1min。
應(yīng)用一維數(shù)值模型時(shí),空間步長(zhǎng)建議取0.033~0.067m,時(shí)間步長(zhǎng)建議取60
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