U型地埋管換熱器換熱特性及土壤溫度場模擬與實驗研究.pdf

1、土壤源熱泵技術(shù)是一種可持續(xù)發(fā)展的綠色建筑節(jié)能新技術(shù)，它在以建設(shè)節(jié)約型社會，扎實推進(jìn)節(jié)能減排工作為主題的當(dāng)今社會里日益凸顯出其無可比擬的優(yōu)勢。而因地制宜的應(yīng)用和推廣土壤源熱泵的關(guān)鍵技術(shù)之一即是解決U型地埋管與周圍土壤之間的換熱問題。
　　 本文在課題組已開展研究及在夏熱冬暖地區(qū)搭建的實驗平臺基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對U型地埋管換熱器及管群的換熱特性和周圍土壤溫度場等展開數(shù)值模擬與實驗研究。為因地制宜地應(yīng)用和推廣土壤源熱泵技術(shù)、合理設(shè)計優(yōu)化土

2、壤源熱泵系統(tǒng)提供相關(guān)的理論參考和實驗依據(jù)。
　　 首先建立了與實際U型地埋管換熱器及管群(2X2)相一致的三維非穩(wěn)態(tài)傳熱模型，考慮到了模型頂部與空氣的對流換熱影響，分別就單位井深換熱量、管內(nèi)沿程壓力損失和熱阻等換熱特性以及土壤溫度場進(jìn)行了分析研究，研究結(jié)果表明本實驗平臺U型地埋管換熱器管內(nèi)的適宜流速范圍為0.2m/s～0.6m/s。此外還模擬了U型地埋管換熱器及管群(2X2)周圍土壤溫度場在深度方向和徑向上的分布情況，研究結(jié)果表

3、明兩種模式下循環(huán)水出口溫度為289K、281K，循環(huán)水溫升保持在4～5℃之間；半徑大于0.4m的區(qū)域溫度梯度呈現(xiàn)同心圓形狀；半徑0.4m范圍以內(nèi)會出現(xiàn)不同程度的偏心圓現(xiàn)象；土壤溫度場變化趨勢除了模型頂部以外基本一致；系統(tǒng)在運行兩個月以后明顯出現(xiàn)了換熱器之間的熱干擾現(xiàn)象。
　　 此外，分別就不同形式和管間距的換熱器單位井深換熱量進(jìn)行了實驗研究，分析了循環(huán)水的溫度恢復(fù)規(guī)律及換熱器的熱影響半徑范圍。實驗研究結(jié)果表明本文所建模型能較好地