地下水流动对地埋管换热器的影响研究

基于单U竖直地埋管换热器的热渗耦合传热模型模拟分析了夏季工况下地下水流动对地埋管换热器的影响,发现有渗流土壤中随着地下水流速的增加,地埋管换热器单位井深换热量升高,出口水温降低,并且地埋管区域换热达到稳定的时间会缩短,而且使换热器换热达到稳定时能够保持较高的换热量和较低的出口水温。     

土壤源热泵水平螺旋地埋管换热器换热性能研究

通过建立水平螺旋地埋管与回填材料以及土壤的三维换热数学模型,对水平螺旋地埋管换热器的换热性能进行研究。对影响水平螺旋地埋管与土壤之间换热性能的因素进行分析,包括水的流速、进口水温、螺旋环径、相邻环中心间距、回填材料等。研究结果表明这些影响因素对换热性能（单位管长换热量和单位土壤长度换热量）有着不同程度的影响。     

土壤源热泵地埋管传热与机组性能的实验研究

在夏热冬冷地区的长沙建立了土壤源热泵系统实验台,开展了制冷工况下垂直U型地埋管换热器的实验研究,测定了地埋管周围的土壤热物性,分析了地埋管换热器的钻井深度、埋管类型、循环水流量等参数对地埋管传热和机组性能的影响。研究结果表明,选择合适的换热器类型、增大地埋管深度、提高循环水流量可以有效提高单位井深换热量。     

地源热泵桩基埋管换热性能的数值研究

采用Fluent软件对地源热泵桩基埋管换热性能进行了数值研究,讨论了桩基深度和流速对传热的影响:埋深从20m增加到40m,桩基单U型埋管的单位埋深换热量减小约21%;随着设计流速增大,单U型埋管的单位埋深换热量增加,且随流速的增加,换热量增加速度减慢。上述结果可为垂直桩基地埋管的选型及设计提供一定的理论依据。     

地源热泵地埋管热短路问题的研究

地源热泵系统研究的重点和难点在于地埋管换热,归纳了影响地埋管换热诸多因素,认为受管内流体与土壤温差、管内流态、供回水管间距、回填材料导热系数、运行时间长短等因素影响,通过对单U地埋管换热性能的数值模拟,对比分析了保温地埋管、非保温地埋管、不同保温管长度及不同运行工况下换热情况,比较分析的结果表明,保温地埋管换热能力要高于非保温管,保温管长度要适宜,不同运行工况对地埋管进出口温差和换热量影响不同。     

地源热泵地埋管换热器换热性能研究北大核心CSCD

地埋管换热器的换热性能对地源热泵系统的整体性能具有重要影响,基于传热理论分析及CFD模拟,能够快速精确地分析地埋管换热器的换热性能,提高地源热泵系统方案设计的准确性。本文建立了地埋管换热器的有限长线热源模型,分析了单个地埋管换热器的温度变化情况及单位长度换热量;通过CFD模拟分析了四个单U型地埋管换热器组合的传热特性,得到换热器及土壤的温度场分布,并研究了土壤的温度恢复特性。     

防护工程垂直U形地埋管换热性能的实验研究

为探讨防护工程垂直U形地埋管的换热性能,利用某地下工程地源热泵实验台,对比分析了两种工况进出口水和土壤温度的变化规律。结果表明:24 h连续运行时,埋管单位孔深换热量逐渐降低;间歇12 h运行时,钻孔初始时局部单位孔深换热量与连续运行时相差较大,而总时间内钻孔平均单位孔深换热量要大于连续运行。建议防护工程在应对突袭时采用连续运行模式,并将热稳定时间和该时间内的单位孔深换热量作为工程地埋管系统应突处理能力的评价指标之一,但工程长期使用时应采用间歇运行模式。该工程本次实验测得的热稳定时间为14 h,14 h内换热量为1 310.4 k J/m。     

土壤耦合热泵系统地下埋管换热器埋管深度影响因素的模拟分析

在线热源理论的基础上，建立了土壤耦合热泵系统地下埋管换热器传热的数学模型，模拟分析了土壤的初始温度、盘管的入口水温、盘管流体流速及运行工况等因素对土壤耦合热泵系统地下埋管换热器单井埋深的影响；提出了以盘管内流体温度梯度和单位管长换热量为判定依据的确定地下埋管换热器单井埋深的方法。     

U型竖埋管地源热泵-辐射地板联合运行冬季启动特性实验研究

对U型竖埋管地源热泵-辐射地板联合运行实验冬季运行启动特性进行分析，研究启动阶段U型竖埋管进出水温的变化规律，得出平均每米井深的换热量。研究启动阶段辐射地板供暖的进出水温的变化规律，为地源热泵及辐射地板在长江中下游地区的工程设计与应用推广提供参考。     

成都某综合交通枢纽浅层地源热泵地埋管热物性分析与系统评价

基于成都某综合交通枢纽南北场咽喉区开展地质勘察数据,并对其开展岩土热响应试验分析与评价。地勘结果表明,工程区地下水类型主要为基岩裂隙承压水,地下水的渗流作用加强了热量交换速率,使测试得到的岩土体的综合热换功率值偏大,地下水对地埋管式地源热泵系统的运行较为有利。工程区的岩土体双U平均导热系数平均值为：2.45～2.78W/(m·K),所在地的岩土体（深度110m内）初始平均温度为18.32℃。各试验孔中,双U形式的地埋管换热功率均大于单U形式的热换功率,换热功率提高约22%。从测试效果和经济角度出发,结合四孔联合测试工况,建议选用双U25地埋管,夏季标准工况释热能力为42.89W/m,冬季标准工况取热能力为-42.66W/m。全年动态负荷计算分析结果表明,站房部分由可再生能源提供的空调冷热负荷比例可达32.1%,枢纽部分由地源热泵系统提供的空调冷热负荷比例可达21.5%。该研究成果可为在轨道交通领域推进浅层地热能利用提供可靠的技术路线及理论依据。     

四川省某地源热泵工程地下换热性能测试

对工程试验井(双U垂直埋管)分别进行了初始地温测试、制冷工况测试、制冷工况后地温恢复测试、制热工况测试和制热工况后地温恢复测试,明确了工程区域内的地下换热量指标。     

土壤温度场对垂直单U形埋管换热性能的影响分析

针对广州地下50m以内土壤温度场,研究广州地区土壤温度的分布特性和变化规律,建立垂直单U形地埋管地下换热区域温度场的三维稳态和瞬态传热模型,模拟冬季工况下埋管区域土壤温度场的分布情况,分析不同土壤初始温度对地埋管换热器埋管深度的影响。最后,计算某一别墅工程动态负荷,选用GLHEPRO3．0进行为期30年的系统运行模拟,分析地下埋管区域土壤热平衡对埋管换热性能的影响,从而为广州地区推广使用土壤源热泵系统的长期高效运行提供理论参考。     

地埋管单位埋深加热功率的变化对大地有效导热系数测量的影响

对单U和双U两种形式不同回填料的地埋管的大地有效导热系数进行现场测试。测试中,每个测孔保持流量不变,在测量时间(50h)相同的情况下,测试并分析地埋管单位埋深加热功率的变化对大地有效导热系数的影响。试验结果表明:无论是单U管还是双U管,单位埋深加热功率越大,导热系数也越大。     

冬季地埋管周围土壤温度场的模拟与分析

建立冬季工况下垂直u形埋管周围土壤温度场的简化模型,结合现有工程系统测试所得基础数据,利用ANSYS有限元软件进行模拟计算,得到埋管周围土壤的温度场分布。通过分析获得在武汉地区土壤源热泵运行时,埋管周围地温特性沿径向的变化规律以及埋管的热扰动半径。     

CO2水冷气体冷却器理论与实验研究

针对自然工质CO2热泵热水器中套管式气体冷却器进行理论分析与实验研究。选取不同的换热关联式,分析管径和流量对CO2侧和水侧换热的影响,理论分析CO2和水的温度匹配情况,设计套管式气体冷却器并进行实验研究,实验结果表明所进行的理论分析在误差允许范围内,满足设计要求,理论和实验结果对于CO2热泵热水器的产业化应用起到了很好的技术支持作用。     

A novel measurement theory for inventory of working fluid and vacuum pressure of heat pipe

Abstract

Heat pipes are transport mechanisms that can carry heat fluxes ranging from 10 W/cm² to 20 KW/cm² at extremely fast speeds. Therefore, heat pipes are widely used in 1U servers, notebooks, PCs, etc. A heat pipe is a heat removal device comprising a vacuum pipe that charges a certain amount of working fluid and seals the tube. Hence, the heat pipe performance depends not only on the geometric parameters such as wall thickness, tube material, and wick material but also on the thermal properties of the working fluid such as latent heat, vapor pressure, viscosity, and vacuum pressure.

Traditionally, the fluid inventory of heat pipes was measured by the lost weight method, that is measuring the weight of the heat pipe first, then, breaking the heat pipe, after drying in the oven, then weighting again, and the lost weight would be the weight of the working fluid. This paper presents a new methodological concept to measure the inventory by a basic energy mass balance equation. The Measurement theory not only calculates the fluid inventory but also the vacuum pressure data. The experimental results show that when the weight percentage of working fluid was larger than 10% of total pipe weight, the relative errors were within 4% when compared with the known inventory.     

土壤源热泵地下垂直埋管换热器常用传热模型的研究

本文介绍了土壤源热泵的国内外研究现状以及三种常用的埋管换热器传热模型,分析了这三种模型各自具有的特点和适用条件.并对传热模型的选取提出了自己的观点,为特定条件下如何选取合适的模型提供了一定参考.     

MRF模型分析流态冰蒸发器刮板类型的换热性能

目的 为提高刮削式流态冰机制冰效能,研究刮板结构对刮削式流态冰蒸发器换热性能的影响。方法 利用Fluent内MRF模型对SolidWorks软件建立的不同刮板类型(近椭圆形孔刮板、近菱形孔刮板、无孔刮板)的流态冰蒸发器模型进行换热性能的模拟分析。结果 通过对不同转速下各类型刮板换热性能及蒸发器近壁面、刮板表面、旋转流体域横截面的温度分布云图进行分析发现:相同转速下,无孔刮板的换热性能高于近菱形孔刮板和近椭圆形孔刮板,但无孔刮板的近壁面温度分布不均匀,呈现两级分化趋势,极易造成冰堵。有孔刮板蒸发器近壁面温度分布较均匀,且受转速影响较大,随着转速的增加其换热性能增强,转速大于200 r/min之后换热性能提升不显著。同时,双组刮板有利于提升蒸发器的换热性能。结论 近菱形孔刮板在200 r/min转速下,换热效果好且蒸发器内温度分布较均匀,有利于流态冰高效、稳定地制取。     

地源热泵系统双U型埋管换热器的测试实验

建立双U型垂直埋管试验井测试实验装置,通过现场测试采集当地的岩土热物性参数,从而确定土壤的原始地温、单位井深的散热量等参数,对地源热泵设计有一定的参考价值.结果表明,土壤的原始地温为19.2℃;夏季工况下,地下换热器的进、出口水温度分别为35"C和31℃时,单位井深的散热量为62.55W/m.     

基于测试工况下的四川青川地区地源热泵系统 地埋管换热性能分析

通过热响应测试,对四川青川地区某工程场地地质和地埋管换热情况进行了勘察及测试分析。地勘结果表明地下渗流对地下换热有明显影响,获得各测试工况动态负荷下的地下动态换热性能。从测试数据可以分析得到,冬季状态下进行夏季的热响应测试会影响地下换热器的换热性能,并提出了出水管保温等处理措施。根据工况和运行数据分析,提出了合理认识单位井深换热量的重要性。