地源熱泵樁基埋管的三維數(shù)值模擬與應用分析.pdf

1、地源熱泵技術是淺層地熱能最有效的利用方式，目前在國內外已經(jīng)得到了廣泛的應用。其中，樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)由于具有充分使用土地面積，減少初投資以及增強熱交換器換熱性能等優(yōu)勢，成為了當前的研究熱點。
　　本文基于COMSOL Multiphysics軟件建立了樁基埋管熱交換器的三維數(shù)值模型，并通過將現(xiàn)場土壤熱物性測試所得的流體出口溫度實測值與數(shù)值模型的模擬值進行對比，驗證了數(shù)值模型的可靠性。
　　在傳統(tǒng)的解析解模型基礎上，結合三維

2、數(shù)值模型建立了解析解改進模型。該模型能夠用于反演土壤的傳熱性能參數(shù)。通過與復合圓柱熱源模型進行對比，驗證了其反演結果的準確性。將改進模型應用于實際工程中，結果表明改進模型能較好地反映樁基埋管的實際換熱情況，并準確地求解土壤的傳熱性能參數(shù)。
　　利用COMSOL軟件分別建立了雙U型樁基埋管換熱模型（MOU），W型樁基埋管換熱模型（MOW）以及螺旋型樁基埋管換熱模型（MOS），并分別在夏季工況和冬季工況條件下，對三種樁基埋管形式的換熱

3、性能進行了分析?；?MOU模型，分析了樁基深度、流體流速、流體進口溫度、土壤導熱系數(shù)以及土壤初始溫度等對雙 U型樁基埋管熱交換器換熱性能的影響；基于 MOS模型，分析了螺旋間距以及進水管的形式等對螺旋型樁基埋管熱交換器換熱性能的影響。利用 SPSS軟件對樁埋U型管熱交換器換熱性能的影響因素進行多元線性回歸分析，得到了不同影響參數(shù)對熱交換器換熱性能的影響程度。將多元線性回歸模型的預測值與數(shù)值模擬的模擬值進行對比，驗證了回歸模型的可靠性。