基于熱滲耦合作用下的埋管換熱性能研究.pdf

1、土壤源熱泵是一種節(jié)能、環(huán)保、高效利用可再生資源的“綠色”空調(diào)新技術(shù)，在我國(guó)建筑空調(diào)系統(tǒng)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。垂直U型管換熱器由于其占地面積少、可用范圍廣、恒溫效果好、換熱效率高、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，目前已成為應(yīng)用最廣泛的一種埋管方式。垂直U型管換熱器主要分為兩種：?jiǎn)蜺型管換熱器和雙U型管換熱器。目前，對(duì)于單U型管換熱器的研究較多，大多數(shù)的土壤源熱泵采用的都是單U型管換熱器。近年來(lái)，雙U型管換熱器以其鉆井利用率高和換熱性能好等優(yōu)點(diǎn)開(kāi)始被

2、廣泛應(yīng)用。 本文首先針對(duì)熱滲耦合作用下的單U型管換熱器，建立了換熱器周圍熱滲耦合土壤及管內(nèi)流體的物理數(shù)學(xué)模型。將土壤考慮為均勻的、各向同性的多孔介質(zhì)，地下水為三維滲流，土壤沿深度方向分層，考慮其熱物性沿深度方向變化。采用Fluent軟件對(duì)埋深50m埋管換熱器夏季連續(xù)運(yùn)行20天后的土壤溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。本文的創(chuàng)新之處在于：①考慮了土壤沿深度方向的熱物性變化，使模型更接近實(shí)際情況；②將地下水的滲流視為三維滲流，考慮土壤沿深度方向的

3、傳熱。這與以前的研究者將土壤視為單一的土壤類型，以及只考慮土壤的二維滲流，忽略土壤沿深度方向傳熱的數(shù)學(xué)模型相比都有了改進(jìn)。本文研究了不同回填材料、入口溫度及入口流速對(duì)土壤溫度場(chǎng)及埋地?fù)Q熱器換熱性能的影響。針對(duì)不同運(yùn)行參數(shù)下的換熱進(jìn)行模擬。研究結(jié)果對(duì)土壤源熱泵運(yùn)行參數(shù)的經(jīng)濟(jì)性選擇具有一定的參考價(jià)值。 本文采用同樣的方法建立了雙U型管換熱器的三維非穩(wěn)態(tài)傳熱模型，研究不同回填材料、入口溫度及入口流速對(duì)土壤溫度場(chǎng)及埋地?fù)Q熱器換熱性能的影