地源热泵单U型地埋管换热器的传热模拟分析

本文针对地源热泵单U型地埋管换热器的换热特性,建立了地埋管换热器的传热模型,模拟分析了不同的进口水温、不同的流速以及不同的回填材料对单U型地埋管换热器换热能力的影响,研究结果可为同类型的地源热泵项目提供参考和借鉴。     

竖直多钻孔地埋管传热数学模型的建立与验证

通过解析解模型来对多钻孔地埋管换热器的传热进行建模,并将传热模型计算得到的理论地埋管换热器进出口平均水温,与实际测试的地埋管换热器进出口平均水温进行比较,分析出多钻孔地埋管热泵传热数学模型在实际工程应用中是足够精确的。     

U管埋地换热器周围土壤传热性能测试方法

设计了一套通过测试运行参数反推出土壤传热系数的实验系统。分析埋地换热器两种数学模型,并采用数值分析比较了这两种模型的准确性。结果表明,采用柱源模型分析测试结果更加精确,但对于U型管管径较细、钻井较深的埋地换热器可采用浅源模型进行分析。     

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。     

U形地埋管地源热泵系统动态性能数值模拟

地源热泵系统全年动态性能模拟对系统方案设计具有重要意义。基于一维非稳态传热数值模型,给出了U形地埋管地源热泵耦合模拟算法。根据建筑逐时负荷、地质情况以及热泵机组性能等条件,耦合模拟方法能够给出长期地温、水温以及系统能耗信息,为方案评估提供依据。与基于解析模型的模拟算法进行了交叉比较,表明数值模型计算准确,计算速度快,具有工程实用性。对某案例进行全年逐时分析,根据模拟结果对钻孔数目及钻孔间距的选择提出相应的建议。     

垂直U形地埋管换热器长度计算方法研究

地埋管换热器是地埋管地源热泵系统的核心组件,但至今其长度计算尚无一种便捷、正确又易于应用的方法.用典型气象年数据确定最热月、最冷月和地表面年平均温度.在已知建筑物设计负荷情况下,通过引入平衡温度的概念,可计算建筑物逐时负荷,再由建筑物逐时负荷和水源热泵机组性能计算出制冷与制热运行系数.最后提出了一种实用且操作性强的垂直U形地埋管换热器长度计算方法.     

地源热泵地埋管换热器传热特性影响因素分析

以地源热泵地埋管换热器为研究对象,介绍了U型管地下换热器的换热过程,并在该种换热器简化图的基础上,对影响该换热器传热特性的因素分别进行了分析,尤其对影响因素中的介质流量、埋管深度、土壤材料、回填材料、地下水水位、U型管间距等进行了重点分析。同时,分别对砂石地质及黏土地质条件下单U、双U型地埋管换热器的经济性作了分析。在埋管方式相同的情况下,在黏土地质条件下的经济成本要低于在砂石地质条件下的经济成本,这主要是由于在黏土地质条件下的钻井费用要远远低于在砂石地质条件下的钻井费用。通过此次分析,对未来地源热泵系统地埋管换热器的应用及改进具有一定的指导意义。     

钻孔间距和布置形式对地埋管管群传热影响的研究

建立地源热泵管群传热模型,通过数值模拟方法研究钻孔间距和布置形式对管群传热的影响。研究结果表明:钻孔间距增大能够明显减缓管群区域热效率的衰减,叉排布置比顺排布置更优;对于给定数量和钻孔间距的管群,其钻孔布置区域的周长与面积比越大,整个地埋管换热器的效率也就越高。研究结果对于地源热泵地埋管管群的优化设计具有一定的指导意义。     

竖直地埋管换热器热响应测试研究

介绍了竖直地埋管换热器热响应测试的数学模型、测试系统及测试方法。以株洲市某工程为实例,通过恒热流法对竖直双U型地埋管试验孔进行了热响应测试,得到了每米孔深换热量及岩土的热物性参数,为实际工程地埋管换热器的设计提供基础数据,并运用TRNSYS软件对换热过程进行了瞬时动态模拟,验证了测试的准确性。     

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。     

地源热泵系统水平埋管间距的确定

采用 ANSYS 有限元方法对水平埋管与土壤之间的换热进行分析,求出水平埋管的热扰动半径和埋管间距,并用成都建筑节能中心地源热泵系统运行后的实测数据进行对比分析加以验证,得到较准确的符合成都地区地质状况条件的水平埋管间距。     

影响U型管埋地换热器传热性能的因素实验研究

通过利用七口不同深度的试验钻孔,采用热响应原理,做了数组热响应实验与热恢复实验。分别详细地分析了热响应实验初始运行时间、U型管内循环水流速、埋孔深度与埋孔内的回填土等因素对U型管埋地换热器传热性能的影响程度。研究结果表明：在分析实验数据时,一般得忽略实验前10小时的数据;U型管内循环水的流速设计在0．8m／s～1．2m／s之间比较恰当;60m-100m深的钻孔比较适宜;需选择导热系数与土壤的导热系数相匹配的回填土。实验研究为地源热泵空调工程设计与施工提供一定的参考依据。     

竖直地埋管单位井深换热量影响因素回归分析

基于单U竖直地埋管换热器的热渗耦合传热模型进行大量的数值模拟计算,并用SPSS统计分析软件对计算结果进行了一元和多元回归分析,从而对地下埋管换热器单位井深换热量的影响因素,诸如岩土热物性、地下水流动、地埋管参数、循环液参数和运行模式等的影响程度进行了研究。用一元线性和非线性模型回归得到了单位井深换热量与各个参数的关系式;用多元线性模型回归得到了单位井深换热量的预测方程式,并分析了各因素影响的重要程度,用于指导工程实践。     

进口流体温度对U型地埋管换热器换热性能的影响

利用土壤源热泵的热传递模型,模拟分析了在夏季运行工况时不同进口流体温度下井群换热器的换热规律,探讨了不同进口流体温度对换热器换热性能的影响,得出了不同进口流体温度下井群换热器换热量的计算方法,为工程实际提供了理论依据。     

垂直地埋管换热器传热模型及实用分析

介绍了垂直埋管地源热泵地下换热器的传热模型,给出一种适用于工程应用的近似计算方法,并就工程实践应用验证了其实用性。     

饱和岩土介质地埋群管传热特性分析

该文利用格林函数法建立了半无限岩土介质传热计算模型,讨论了介质内过余温度场分布。结果表明:半无限热源作用下介质内温度响应在孔壁处最大,随离孔壁距离的增加呈指数衰减;随时间的增加而增大,并向周围岩土体扩散,热作用半径逐渐增大;地埋群管情形下,钻孔间距对孔壁温度影响明显,钻孔的布置形式对孔壁温度影响不明显,建议了最佳孔距的计算方法。提出了地表最大影响深度计算公式,计算表明地表仅影响其临近区域的温度分布,离地表较远处影响很小,地表的影响深度随时间增加而增大。但小于20 m,对地表下恒温层影响不大。     

垂直地埋管换热器传热模型及实用分析

介绍了垂直埋管地源热泵地下换热器的传热模型,给出一种适用于工程应用的近似计算方法,并就工程实践应用验证了其实用性。     

地源热泵U型埋管土壤温度场数值模拟

结合相关文献给出原始地温计算式,针对垂直U型埋管换热器建立瞬态传热模型,采用控制容积法对方程进行离散,对换热器周围土壤温度场进行数值模拟.对模拟结果进行分析获得地下埋管换热器的传热特性与土壤温度变化规律,并通过实验数据验证模拟结果的正确性.     

U型地埋管换热器热短路特性研究

针对竖直U型埋管地热换热器管间热短路问题,建立了U型埋地换热器三维传热模型,对地源热泵竖直型埋管地热换热器的热短路现象进行了量化分析,并对影响热短路的主要参数进行了模拟分析。研究表明,增大支管间距可减小热短路现象,但在加大钻井直径困难的条件下,增大管间距受限,所以效果不显著;但不同回填材料的导热系数对热短路的影响较大。因此,减小U型管地热换热器支管间热短路的有效措施是合理选择回填材料的导热系数。     

影响竖直埋管单位孔深换热量的因素分析

地下换热器是地源热泵的重要组成部分,竖直U型管是最常见的地下换热器形式。运用地热之星,计算和模拟了山东省某地区实际工程地源热泵空调系统。讨论和分析了循环液进出口温度,土壤热物性,换热器结构,地埋管管径对单位孔深换热量的影响,整理分析得出的上述因素对单位孔深换热量的影响,可以作为实际工程优化设计的依据。