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。     

不同方式地下埋管换热器的实验研究

针对不同方式地下埋管换热器建立实验系统,并分别对砂石回填的单U型和双U型井埋管进行夏季排热和冬季取热实验.整理分析了冬、夏季节不同运行工况下的实验数据,在此基础上,以单位管长换热量为评价指标对不同埋管方式的换热性能进行分析比较,得出排热工况和取热工况下,单U型埋管单位管长换热量高于双U型.同时对埋管换热器的流量和进口水温对其换热性能的影响进行了研究,结果表明,随着流量的增大,排热工况与取热工况下,单位管长换热量均增加;随着进口水温的升高,单位管长排热量增大,而单位管长取热量减小.     

水平埋管换热器换热性能数值模拟研究

为进一步推广水平埋管式地源热泵系统的运用,以土壤毛管水理论为基础,结合数值仿真试验探讨了水平埋管换热器在不同地下水位深度、不同土壤类型、不同水平管换热器构造下的换热性能,通过对输出参数埋管出口水温、水平管延米换热量以及土壤温度场分布情况的分析,揭示了相关参数对水平管换热性能的影响机制.研究表明:随着地下水位线埋深变浅,...     

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。     

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。     

跨季节土壤蓄冷-土壤源热泵系统长期运行特性实验研究

为解决土壤源热泵在长期运行条件下土壤热失衡导致的运行效率下降问题,针对夏热冬冷地区的特点,提出一种利用室外风机盘管将冬季或过渡季室外空气中的冷量存储于土壤中的跨季节蓄冷-土壤源热泵系统。利用地埋管换热系统的相似模型实验台,进行了系统运行3年的供冷、供暖、蓄冷工况实验,综合分析了埋管进出口水温、气温、土壤温度、土壤及埋管换热量、单位埋深换热量等参数,研究系统的长期运行特性。研究显示:3年的土壤平均温度分别上升0.14℃、0.22℃、0.20℃,总体来说升高幅度较小;蓄冷时的室外气温越低、土壤与室外空气的温差越大,蓄冷效果越好;埋管进出口平均温差、土壤平均温度变化、土壤换热量、埋管换热量、单位埋深换热量的大小关系一致。研究结果表明,跨季节蓄冷维持了土壤的长期热平衡,系统的长期运行效果较好。     

地下水渗流对地埋管换热器换热的影响研究

为确定土壤源热泵中垂直单U型埋管方式下渗流对地埋管运行时周边土壤的温度波动及不同渗流速度对其换热的影响,采用整体求解法利用数值模拟软件参照大连某工程项目建立了地埋管三维非稳态传热模型,通过实验结果与模拟结果的对比验证其模型可靠性。对冬季有无渗流工况下运行的地埋管换热器进行数值模拟并将模拟结果进行比较分析。得出有渗流时地埋管换热产生的冷量不易集中在埋管侧,可解决土壤冷堆积问题并提高了埋管换热器换热效率的结论。冬季单位井深换热量增加33.4%,换热效率提高32.5%,有效减少系统初投资。     

基于全年热平衡的混合式地源热泵运行特性的实验研究

通过实验分析得出混合式地源热泵在工程应用中的意义。指出合理的混合式地源热泵冷却塔与地埋管的连接方式,在综合考虑地源热泵地埋管全年吸热排热平衡与地源热泵系统效率的基础上得出混合式地源热泵的合理控制方式和控制参数。指出地埋管单位井深换热量无明确的意义,提出地埋管单位井、地埋管内换热介质与土壤原始温度单位温差换热量的意义,并在本实验中给出地源热泵机组制冷效率与地埋管出口水温的关系。     

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。     

三角形波纹板式溶液热交换器传热特性研究

为了解三角形波纹板式溶液热交换器的传热特性，通过对其物理数学模型的求解，并与平板式溶液热交换器相对比，得到了三角形波纹板式溶液热交换器的流动、传热特性以及不同溶液流速对其传热性能的影响。研究三角形波纹板式溶液热交换器的波纹形状对其流动、传热性能的影响，得到波纹长度、波纹夹角与换热器的传热系数、换热器内流体压降的关系，其结果可为溶液热交换器的设计与优化提供依据与理论指导。     

土壤耦合热泵系统垂直埋管换热器性能影响因素的模拟分析

采用对钻孔内、外2个传热空间分别讨论的传热分析方法,建立土壤耦合热泵系统垂直埋管换热器传热的数学模型。模拟分析冬季换热过程中埋管周围土壤温度的变化,得出取热工况下地埋管换热器换热性能的影响因素。模拟结果将有助于提高热泵系统的循环经济性能。     

换热器热传递的有限元分析

 换热器的设计涉及许多因素,而热传递能力是检验换热器结构设计成功与否的重要标准.从理论上难以准确计算出换热器的传热效率,所以提出利用ANSYS有限元分析软件来研究换热器的热交换过程.剖析系统的热传递原理,对换热器进行优化建模,加载热载荷,并得到换热器的温度场分布;由分析结果可以看出换热器能够满足系统要求,使系统重新达到热平衡.换热器的换热性能得以肯定,继而说明了换热器的结构设计是可行的,并为后一步的优化设计奠定了基础.     

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。     

一种压力波驱动的非共振型直流换热器的工作原理及实验

分析了传统交流型换热器的不足,提出了一种压力波(声波)驱动的非共振直流型换热器,对其基本工作原理进行了阐述,建立了原理性实验系统,初步研究了其换热性能,验证了该换热器用于交变流动热力系统的可行性.     

涂抹式表面蒸发冷却换热器性能的实验研究

提出了一种在盘管换热器外表面进行涂抹布水的蒸发式冷却形式。通过实验,分别研究了涂抹水量和转速、换热盘管管径、换热盘管长度、换热器的工作冷却水流量以及空气含湿量等因素对换热性能的影响。实验得出空气含湿量每提高 1%,单位面积换热量下降 2%左右。分别对三个不同规格的换热器进行了五种工作流量的对比实验,给出了换热器制作规格及其工作流量的优化建议。     

An experimental study on heat transfer and pressure drop characteristics of carbon dioxide during gas cooling process in a horizontal tube

The heat transfer coefficient and pressure drop during gas cooling process of CO₂ (R744) in a horizontal tube were investigated experimentally. The experiments are conducted without oil in the refrigerant loop. The main components of the refrigerant loop are a receiver, a variable-speed pump, a mass flow meter, a pre-heater and a gas cooler (test section). The water loop consists of a variable speed pump, an isothermal tank, and a flow meter. The refrigerant, circulated by the variable-speed pump, condenses in the inner tube while water flows in the annulus. The gas cooler of tube diameter is 6000 mm in length, and it is divided into 12 subsections.The pressure drop of CO₂ in the gas cooler shows a relatively good agreement with those predicted by Blasius's correlation. The local heat transfer coefficient of CO₂ agrees well with the correlation by Bringer–Smith. However, at the region near Pseudo-critical temperature, the experiments indicate higher values than the Bringer–Smith correlation. Based on the experimental data presented in this paper, a new correlation to predict the heat transfer coefficient of supercritical CO₂ during in-tube cooling has been developed. The majority of the experimental values are within 18% of the values predicted by the new correlation.     

平行流换热器在江水源热泵中的应用研究

基于已在汽车空调中广泛使用的平行流换热器,对其采用水冷方式以应用于长江上游地区热泵系统。结果表明,水冷对平行流换热器的传热特性影响很大,水冷比空冷的冷凝器出口过冷度提高了33℃,传热系数可达到1.9kW/(m2.K),使得整个空调系统的COP提高了18.4%,从而减少制冷剂充注量60%,换热器体积减小85%,在维护和安装方面具有很大优势。本试验研究是长江上游地区地表水水源热泵系列研究之一,可供平行流换热器在水冷式热泵空调上的进一步研究、设计和制造及应用作参考。     

Convective heat transfer enhancement produced by secondary heat sources in a liquid nitrogen pool

This paper studies the influence of secondary heat sources on the convective heat transfer from a vertical cylindrical heater immersed in a LIN pool. Two types of secondary heat source have been used. In the first case, the heat leak through the vessel walls into the pool was varied without causing nucleation, so as to retain convective heat transfer. It was found that the convective flow loops induced in the pool produced a small enhancement of the heat transfer from the cylindrical heater. In the second case, a small horizontal heater loop was introduced into the pool below the cylindrical heater. The secondary heat flux used was such that boiling occurred at the loop to give rising bubbles surrounding the cylindrical heater. This produced a large enhancement of the convective heat transfer from the cylindrical heater. The enhancement ratio is presented as a function of the power supplied to the loop heater.     

空气源热泵冷（热）水机组用干式壳管换热器防冻性能研究

针对空气源热泵冷（热）水机组运行中可能出现的干式壳管换热器冻裂问题,分析其被冻裂的主要因素,并且对壳管换热器冻裂的关键因素——蒸发压力过低的原因进行分析。基于分析结果,对壳管换热器的设计进行改进,同时对低流量保护点进行试验验证。