垂直U型地埋管回水保溫換熱性能研究.pdf

1、節(jié)能減排是我國當前的一項重大國策，建筑能耗占到全國總能耗中的40％左右，而空調能耗占到建筑能耗中的40％～60％，因此空調系統(tǒng)節(jié)能成為節(jié)能減排的重中之重。地源熱泵作為一種新型空調形式，由于其高效節(jié)能、環(huán)境效益顯著、運行穩(wěn)定可靠、適用范圍廣等優(yōu)點，正逐漸替代傳統(tǒng)空調。
　　 地源熱泵系統(tǒng)中最重要的部分是地下?lián)Q熱器的換熱性能，而其受到土壤熱物性、回填材料、埋管深度、管間距等因素的影響，其中進出水管間的熱短路的影響很大，因此本文針對U

2、型垂直地埋管回水保溫換熱性能進行了研究。
　　 本論文通過搭建實驗臺和結合實際工程對地埋管的熱短路和保溫長度進行了實驗研究和分析，并采用CFD模擬軟件建立了地埋管的換熱模型，對不同保溫長度的進出口溫差和單位管長換熱量進行數(shù)值模擬，重點分析了不同埋深下保溫長度對地埋管換熱性能的影響。
　　 本論文通過50米埋深實驗臺的冬季實驗和80米埋深實際工程的夏季實驗，針對不同負荷、不同運行工況、不同流量下U型地埋管的換熱能力進行了實

3、測，并通過數(shù)值模擬分析了80米和50米埋深的垂直地埋管在不同保溫長度、不同運行工況、不同流量下?lián)Q熱能力，討論了這兩種埋深下保溫長度對換熱性能的影響。
　　 論文的研究表明：垂直地埋管回水管保溫后的換熱能力大于回水管不保溫的換熱能力，在同一埋深下，無論是連續(xù)工況還是間歇工況，保溫長度越長，單位管長換熱量越大，因此，在經濟允許的情況下，應對回水管進行盡可能長的保溫。在同一保溫長度下，間歇工況要比連續(xù)工況的單位管長換熱量大，且系統(tǒng)運行

4、的時間越短，單位管長換熱量越大，因此，應盡量讓地埋管有一定的地溫恢復時間。在連續(xù)工況時，流量變化對進出口溫差的影響很小，但對單位管長換熱量的影響較大，而在間歇工況下，流量變化對地埋管的進出口溫差和平均單位管長換熱量影響都較大。系統(tǒng)在小流量下運行時，地埋管的換熱能力隨保溫長度的增加而增大的幅度很小，當系統(tǒng)在大流量下運行時，地埋管的換熱能力隨保溫長度的增加而增大的幅度很大。當?shù)芈窆苊棵茁裆钏迂摵尚∮诒疚牡呢摵蓷l件下，土壤溫度都能恢復到運行