垂直U型地埋管回水保溫?fù)Q熱性能研究.pdf

1、節(jié)能減排是我國當(dāng)前的一項(xiàng)重大國策，建筑能耗占到全國總能耗中的40％左右，而空調(diào)能耗占到建筑能耗中的40％～60％，因此空調(diào)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(diào)形式，由于其高效節(jié)能、環(huán)境效益顯著、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，正逐漸替代傳統(tǒng)空調(diào)。
　　 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(jìn)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?fù)Q熱性能進(jìn)行了研究。
　　 本論文通過搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)和結(jié)合實(shí)際工程對地埋管的熱短路和保溫長度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)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(jìn)出口溫差和單位管長換熱量進(jìn)行數(shù)值模擬，重點(diǎn)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(shí)驗(yàn)臺(tái)的冬季實(shí)驗(yàn)和80米埋深實(shí)際工程的夏季實(shí)驗(yàn)，針對不同負(fù)荷、不同運(yùn)行工況、不同流量下U型地埋管的換熱能力進(jìn)行了實(shí)

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(yùn)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(jīng)濟(jì)允許的情況下，應(yīng)對回水管進(jìn)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(yùn)行

4、的時(shí)間越短，單位管長換熱量越大，因此，應(yīng)盡量讓地埋管有一定的地溫恢復(fù)時(shí)間。在連續(xù)工況時(shí)，流量變化對進(jìn)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(jìn)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(yùn)行時(shí)，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(dāng)系統(tǒng)在大流量下運(yùn)行時(shí)，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(dāng)?shù)芈窆苊棵茁裆钏迂?fù)荷小于本文的負(fù)荷條件下，土壤溫度都能恢復(fù)到運(yùn)行