并聯(lián)U型埋管能量樁傳熱分析.pdf

1、山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文題目并聯(lián)U型埋管能量樁傳熱分析計(jì)：學(xué)位論文54頁表格1個(gè)插圖14幅評閱人：指導(dǎo)教師：學(xué)院院長：學(xué)位論文完成日期：蘭山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要在國家大力倡導(dǎo)使用新能源的政策下，節(jié)能環(huán)保的地源熱泵技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用到現(xiàn)如今的節(jié)能建筑中。同時(shí)，地?zé)崮苁且环N潔凈的可再生能源，在當(dāng)今資源能源日益緊缺的情況下，這也推動著地源熱泵技術(shù)的不斷突破發(fā)展。在這個(gè)背景下，樁基埋管地?zé)釗Q熱器的研究與發(fā)展得到了國內(nèi)外眾多學(xué)者的關(guān)注。樁

2、基埋管換熱器也稱作能量樁，它可以充分利用建筑物的地下面積，減少埋管的占地空間與鉆孔費(fèi)用，這些優(yōu)點(diǎn)大大提高了能量樁在實(shí)際工程中的推廣應(yīng)用。能量樁埋管形式主要有：U型埋管，W型埋管，以及螺旋埋管等幾種常用形式。其中多組并聯(lián)U型埋管具有施工簡單，換熱面積大效率高等優(yōu)點(diǎn)已在工程中得到一定的應(yīng)用。但由于多組并聯(lián)U型埋管在樁內(nèi)及土壤內(nèi)傳熱機(jī)理的復(fù)雜性，目前國內(nèi)外學(xué)者并未給出較為全面而準(zhǔn)確的解析模型。現(xiàn)有的傳熱模型中多考慮的是三根以內(nèi)的U型管的構(gòu)置形

3、式，且均在樁土熱物性相同的假設(shè)條件下進(jìn)行傳熱分析，這在一定程度上限制了并聯(lián)U型管能量樁的進(jìn)一步的研究和應(yīng)用。鑒于上述原因，本文主要針對并聯(lián)U型埋管能量樁的傳熱過程進(jìn)行研究，建立的傳熱模型將為并聯(lián)U型埋管能量樁換熱器的工程設(shè)計(jì)計(jì)算提供可靠的計(jì)算方法及理論指導(dǎo)。本文首先在樁土熱物性相同的假定條件下，建立了樁基U型埋管換熱器的非穩(wěn)態(tài)傳熱模型。其次，在單個(gè)U型埋管傳熱模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了在樁土熱物性參數(shù)不同的條件下內(nèi)置多組并聯(lián)U型埋管能量

4、樁的傳熱模型，并利用拉普拉斯變換法與線性疊加原理求得了多組并聯(lián)U型埋管換熱器的樁土溫度場的解析解。針對多組并聯(lián)U型埋管的物理模型，建立了非穩(wěn)態(tài)傳熱過程的數(shù)值模型，并利用數(shù)值模擬結(jié)果對解析解進(jìn)行了驗(yàn)證。通過與數(shù)值模擬的計(jì)算結(jié)果對比，解析解比數(shù)值模擬結(jié)果偏大，本論文也研究分析了結(jié)果產(chǎn)生差異的幾種可能原因?？傮w上看，本文提出的解析模型具有一定的準(zhǔn)確性與可靠性，可以用于指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)。本文還對樁土熱物性相同與不同的兩種假設(shè)條件下樁土溫度場變化進(jìn)行