土壤源熱泵地下埋管換熱器換熱性能的分析.pdf

1、地源熱泵作為以淺層地表為冷熱源進(jìn)行制冷或供熱的空調(diào)形式，是一種清潔的，可持續(xù)的能源利用方式。 作為地源熱泵的一種--土壤源熱泵，是以土壤作為冷熱源，較其它形式地源熱泵有著污染周圍環(huán)境最小和不占用水資源的優(yōu)點(diǎn)，是一種倍受關(guān)注的可再生能源技術(shù)，近年來在我國(guó)逐步得到推廣。 作為土壤源熱泵的核心組成部分--U型地下埋管換熱器的換熱性能影響因素很多，其傳熱性能的優(yōu)劣又直接關(guān)系著土壤源熱泵效率的高低。對(duì)于這方面的理論及技術(shù)還在不斷的

2、進(jìn)行深入研究，本文針對(duì)該問題從管道形狀及地下土壤滲流的影響入手進(jìn)行了較為深入的研究。 本文首先以西安地區(qū)為例，對(duì)西安地區(qū)地源熱泵系統(tǒng)的適用性進(jìn)行了分析，說明土壤熱交換器地源熱泵在西安地區(qū)有著廣闊的應(yīng)用前景。 本文通過CFD流體模擬軟件，對(duì)不同管型的U型地下埋管換熱器(波節(jié)管和光滑管)進(jìn)行幾何建模及數(shù)學(xué)建模，對(duì)不同工況，不同土壤條件下與周圍土壤換熱的效果進(jìn)行了數(shù)值仿真模擬，得出U型地下埋管換熱器與周圍土壤環(huán)境的溫度場(chǎng)。

3、 通過分析模擬結(jié)果認(rèn)為改變管型可以增加U型地下埋管換熱器內(nèi)冷卻水的擾動(dòng)，從而增強(qiáng)了U型埋管換熱器與周圍土壤的換熱強(qiáng)度，提高U型地下埋管換熱器的換熱效率。 此外，本文通過將土壤考慮為多孔體，模擬兩種管型在存在土壤滲流情況下的換熱規(guī)律，通過數(shù)據(jù)表明土壤滲流也是影響U型地下埋管換熱器換熱性能的重要因素。它可以改善地下土壤的溫度環(huán)境，從而提高U型地下埋管換熱器與土壤的換熱效率。 由于土壤溫度場(chǎng)的變化梯度沿滲流流動(dòng)方向較大，U