地埋管换热系统中土壤温度恢复特性分析

针对防护工程负荷特点,基于温度场叠加原理建立了考虑轴向传热的纯导热介质和考虑地下水流动的土壤温度恢复模型。利用所建立的纯导热模型,对不同深度、径向距离、运行方式及地埋管热流密度下土壤温度恢复过程进行了分析。研究了地下水流动对土壤温度恢复的影响及地埋管的热作用距离。结果显示:地表及轴向传热对土壤温度恢复的影响不可忽略;土壤温度恢复率随着与埋管距离的增大和运行周期的延长而降低,随地下水流速的增大而升高;土壤温度恢复特性与岩土物性、室外气象参数、系统运行方式等有关,而与地埋管热流密度无关;在冷热负荷不平衡的地区布置地埋管时应适当增大埋管间距。     

某工程地埋管换热系统若干问题分析

介绍了地源热泵系统的技术原理,其在节能环保方面具有不可替代的优势。分析了地源热泵行业存在的一些问题和实际使用的效果。结合实际工程案例介绍了地源热泵空调系统地埋管设计与施工比较常见的问题,并结合现场安装经验对这些问题做出分析。     

地源热泵地埋管换热系统的质量控制

文章根据工程的工艺特点和要求,简述了监理对地埋管换热系统的安装质量及其施工过程中的成品保护控制的技术要点、措施方法和施工要求。     

地埋管地源热泵水平埋管冬夏季工况换热牲能及土壤温度场

建立了水平埋管的二维数学模型,使用边界离散、保形变换方法对模型进行求解,用VB编制了地埋管地源热泵水平埋管土壤温度场计算软件.运用模型和软件,详细模拟了冬季和夏季工况下水平埋管及其周围土壤温度场和热流分布规律.冬季水平埋管周围土壤温度纵向呈不对称单峰状分布,横向呈完全对称的单峰状分布.夏季水平埋管周围土壤温度纵向呈不对称单谷状分布,横向呈完全对称的单谷状分布.随着位置远离埋管,土壤温度变化幅度减小.埋管外表面温度分布和土壤沿与埋管同圆心的圆周上温度分布都呈正弦曲线.埋管上部各单元的热流量相对较高,下部各单元的热流量相对较低.求解了给定工况下水平埋管的单位管长换热量,并通过文献中的实验数据对算法进行了验证,误差为6.2%,模型算法具有可靠性.     

浅层地埋管热交换器换热能力分析

采用自主研发的浅层地下岩土热物性测试平台,通过模拟冬夏季取放热实际运行工况,对不同工况下地源热泵地埋管热交换器的换热能力进行了实际测试,分析了地埋管换热器与周围地下岩土之间的换热状况,确定了该地区地源热泵系统地埋管换热器冬夏季工况下的实际单位延米换热量。同时,根据测试数据推算出了该地区地下岩土的综合导热系数,体积热容等热物性参数,为该地区地源热泵系统的模拟分析以及设计施工提供了依据。     

地埋管换热器低温换热性能测试与模拟

实验并模拟了地埋管换热器持续低温运行对换热及土壤温度分布的影响,实测的运行取热换热量能保持在60～85 W/m,且无明显衰减,满足地源热泵系统取热需求。采用计算流体力学软件对冻结工况进行了模拟,实验数据验证了模型对回水温度、换热量、近壁侧温度模拟的有效性。后续理想条件下的模拟结果从理论上说明了低温供水工况在补热得当情况下可以保证地埋管换热器的较高换热能力,且对土壤温度环境影响可控。     

土壤源热泵地埋管换热系统的设计

结合工程实例,对土壤源热泵地埋管换热系统的设计进行了探讨.设计内容包括埋管方式、地埋管管材、地埋管内直径、钻孔总深度、钻孔数量、钻孔间距、传热介质循环泵扬程、地埋管承压能力校核.     

地源热泵水平埋管方式换热能力试验研究

现行的《地源热泵系统工程技术规范(GB 50366—2005)》(2009版)中,仅给出竖直U形管岩土热响应试验数据处理模型及换热量预测方法,而对于水平埋管式换热器未见述及,导致地源热泵水平埋管系统的岩土热响应试验数据缺乏科学理论分析方法和换热能力预测模型,无法正确指导工程实践。今在对水平埋管换热器传热模型分析基础上,总结了一套数据处理方法并建立预测模型,根据该处理方法和预测模型对3个典型水平埋管形式的试验数据进行了分析比较,最后采用理论计算和实测结果比较的方法进行了模型和方法的准确性验证,认为该方法可有效地指导工程实践。     

桩基地埋管换热性能影响因素数值模拟与分析

将武汉地区某测试桩基地埋管(采用双U形管)换热器作为研究对象,采用多物理场求解软件COMSOL Multiphysics建立桩基地埋管换热器的三维数值模型。结合现场测试得到的循环水出水温度对模拟结果进行验证,结果表明,模拟结果与实测结果的相对误差在允许范围内,证明数值模型具有较好的可靠性。小流速条件下,桩基深度对单位深度桩基换热量的影响明显,随着流速增大桩基深度的影响逐渐减弱;达到一定流速后,单位深度桩基换热量的变化率很小。对于实际工程,应选取适宜的桩基深度、流体流速。     

条形地埋管区域土壤换热特性的数值模拟

本文以某客运站的地源热泵系统为例,对条形地埋管区域的土壤换热特性进行了数值模拟。通过模拟结果分析与比较了两种不同运行策略下全年土壤温度的变化情况。就全年运行而言,地埋管的换热效率在高负荷间歇运行方式下优于低负荷连续运行。在高负荷间歇运行的方式下全年土壤温升也远小于低负荷连续运行的方式,土壤温度恢复特性相对更好。     

基于FLUENT的地埋管换热模拟软件的二次开发

在商用CFD软件Fluent的基础上,采用Visual Basic语言对U型地埋管流动换热数值模拟软件进行了二次开发。考虑U型地埋管换热器的几何参数、网格生成、单值性条件以及材料物性等因素的影响,利用Gambit2．3．16和Fluent6．3．26,实现了地埋管换热器数值模拟软件的前处理和计算的全过程。利用开发的软件对中关村国际商城地源热泵项目进行了计算,计算结果表明该软件能够较好地应用于实际工程。     

U型地埋管换热器换热性能分析

为了探索U型地埋管换热器的换热规律,文章采用数值仿真模拟对二维U型地埋管换热器换热性能进行了分析,并模拟钻孔内、外换热过程。结果表明:钻孔内部瞬态换热模拟刚开始的少许时间内,温度变化仅发生在U型管附近,随着时间的增加,温度变化覆盖整个钻孔区域,U型管内水的温度与回填材料温度接近一致,系统趋于稳定;钻孔外部瞬态换热模拟之初,温度变化主要发生在钻孔内部,随着时间的推移,钻孔壁外温度逐渐降低,钻孔壁以内的温度逐渐增加,钻孔壁内、外温度接近一致,系统趋于稳定。     

北京地区地源热泵水平集管能量损失模拟分析

通过对竖直地埋管地源热泵系统的水平集管建立能量损失模型,分析了影响其能量损失的因素.以北京地区某办公建筑为例,模拟了地源热泵冬季运行过程中,水平集管能量损失对热泵机组COP的影响,从而得出不同水平集管长度相应的处理方法,为地源热泵系统设计的完善提供了参考依据.     

水平地埋管冬季土壤温度场及换热性能研究

以土壤源热泵水平地埋管为研究对象,建立了水平地埋管的二维数学模型,采用边界离散、保形变换方法对模型进行求解,采用VB编制了水平地埋管及其周围土壤温度场计算软件。运用模型和软件,模拟冬季工况下,水平地埋管及其周围土壤温度场和热流量分布情况。冬季水平地埋管周围土壤温度纵向呈不对称单峰状分布,横向呈完全对称的单峰状分布。地埋管外土壤沿与地埋管同圆心的圆周上温度呈正弦曲线分布。随着位置远离地埋管,土壤温度变化幅度减小。地埋管上部热流量较高,下部热流量较低。给定工况下水平地埋管单位管长换热量模拟值与实验值比较,误差为6.2%,可靠性较高。     

地源热泵地埋管换热系统设计及长期运行分析

以长沙市一办公楼建筑为研究对象,利用Energy Plus对其进行了全年逐时冷热负荷模拟。在此基础上,利用地源热泵设计软件GLD2012建立了地埋管换热系统模型。并从土壤热物性、钻孔间距、钻孔深度及回填材料导热系数这几个影响因素出发,研究地埋管地源热泵系统长期运行的土壤热平衡问题,并对影响结果做了简要分析与探讨,为工程实践中对地埋管换热系统的优化设计提供参考。     

中深层套管式地埋管换热器换热性能模拟研究

建立套管式地埋管换热器数值模型,采用FLUENT对制热工况下套管式地埋管换热器的换热性能进行模拟,研究运停比、岩土热导率、地温梯度等因素对单位钻孔深度换热量的影响.岩土热导率为2.5 W/(m·K),地温梯度为0.03℃/m条件下:不同运停比的单位钻孔深度换热量均随时间推移而下降.相同供暖期,单位钻孔深度换热量由大到小...     

土壤源热泵垂直U型地埋管换热的数值模拟

本文建立了垂直U型地埋管三维数值传热模型,采用FLUENT软件对其非稳态的流固耦合换热进行研究.在夏季工况下,模拟结果与实验相吻合.分析了回填材料导热系数、管内流速以及埋深对垂直U型地埋管换热的影响.计算结果表明,地埋管的单位埋深换热量与埋深成反比,而与流速和回填材料的导热系数成正比.     

地埋管换热性能的研究现状

地埋管的换热性能受多种土壤热物性等参数的影响,本研究通过阅读汇总大量国外文献,论述了以下因素,如地表条件、管道的参数、相邻地埋管的热干扰等对地埋管性能的影响,最后还对地埋管的影响参数进行了总结,以及对地埋管技术进一步研究的建议。     

竖直U型地埋管的换热性能分析

竖直U型地埋管换热器是地源热泵系统的重要组成部分,其换热性能直接影响地埋管设计参数的确定.本文以有限长线热源理论为基础,采用叠代法,计算了竖直U型地埋管的换热特性,并进行了实验验证.在此幕础上,对比分析了各相关参数对单U和双U并联地埋管换热器换热特性的影响,为准确确定竖直U型地埋管换热器的换热性能、进行换热器设计提供了必要的参考.