不同回填材料下地埋管换热器性能的实验研究

实验研究了原土(粉细砂)和中粗砂回填条件下双U形地埋管换热器的传热性能,获得了换热量随管内流体平均温度的实测变化曲线。结果表明,换热量与流体平均温度之间呈线性变化规律,在地埋换热器工作温度范围内,中粗砂回填时的换热量比粉细砂回填时高约10%(取热工况)和6%(排热工况)。建议在选择回填材料时,应在考虑其对地埋管换热器传热特性影响的基础上,进一步考虑其经济性。     

回填材料对土壤热泵U型埋管换热器性能的影响

本文以能量守恒和质量守恒为基础建立了土壤耦合热泵U型埋管换热器三维非稳态模型,重点研究了回填材料导热率对U型埋管换热器换热性能的影响。结果表明:强化换热型回填材料可以大幅度提高钻井换热器的换热能力,钻井的换热能力随着回填材料导热率的增加而不断提高,但回填材料导热率并非越高越好,而是应该稍高于钻井周围岩土层的导热率。     

高性能地埋管换热器钻孔回填材料的实验研究

通过实验研究了基于水泥、石英砂的回填材料各组分对材料导热系数、稠度、强度及膨胀率等的影响,优选出三种具有良好特性的水泥砂浆回填材料,其导热系数可达2.18～2.34W/(m·K)。通过对一个工程实例的模拟计算得出,与传统的膨润土回填材料相比,采用这些高性能回填材料能够减少地埋管换热器埋管长度29%～36%,可显著节省地埋管换热器的初投资和降低运行能耗。     

关于地埋管换热器热响应试验的讨论

本文综述了地埋管地热换热器热响应试验技术的发展和现状,介绍了美国相关的标准和技术要求.对我国现存的两种热响应试验方法,即"恒热流法"和"恒温法",进行了评价,指出:对于大中型的地埋管换热器项目,应当现场测试岩土体的热物性,并按规范的要求进行地埋管换热器的设计计算.     

地埋管换热器换热性能影响因素的研究

分析了地埋管换热器的传热模型及适用条件,讨论了影响地埋管换热器换热性能的因素,包括土壤热物性、回填材料、地下水流动、土壤冻结、埋管之间的热干扰以及管内循环流速,总结了目前国内外研究的不足,并指出了下一步的研究方向.     

地埋管换热器连续与间歇运行对换热能力影响

针对夏季工况，对地埋管换热器连续运行工况、间歇运行工况下的换热能力进行了实验研究。     

竖直U型埋管换热器换热特性研究

本文建立了分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程的准三维模型,通过对U型埋管两支管内循环流体的能量平衡方程的分析与推导,求得了该传热问题的解析解,得到了计算U型管换热器中流体温度沿深度变化的解析式。进一步研究了回填材料、管内流量、管脚间距、管材导热系数等因素对地埋管换热器换热性能的影响,并引入了钻孔换热效率来评价地下换热器的换热性能。     

地埋管换热器井群换热特性的研究

由于区域供热供冷能源站的建设,土壤源热泵系统规模的扩大,地埋管换热器井群的规模也随之扩大至上千口。现有的对于井群换热特性的研究已不适用于大规模换热器井群。本文总结分析了国内外井群传热模型、井群换热特性、井群区域土壤热平衡的研究现状,提出了对于大规模地埋管换热器换热特性研究的必要性及应研究的内容,以提高地埋管换热器的换热效率,保证地源热泵系统运行的稳定性。     

桩基地埋管换热器传热性能研究

土壤源热泵地埋管换热器占地面积较大,配合采用桩基地埋管换热器将大幅缩小占地面积.结合工程实例,对采用W形地埋管的桩基地埋管换热器的热流量进行了测试,其传热性能高于常规单、双U形地埋管换热器.     

不同形式地埋管换热器换热性能数值计算分析

采用ANSYS软件对水平、竖直、桩基螺旋地埋管换热器进行建模。在定加热负荷、定入口水温两种设计工况下,对3种地埋管换热器的出口水温进行了数值计算,以评价地埋管换热器的换热性能。在设定条件下,竖直地埋管换热器的换热性能最优。     

回填料对地埋管换热器性能的影响

采用了地埋管换热器三维非稳态耦合传热的物理数学模型,针对实际的地埋管结构和热响应测试工况进行了相应的数值模拟.将模拟计算结果与TRT热响应测试结果进行了比较,验证了所建模型的正确性.在此基础上,考察了地埋管换热器回填料导热系数及比热等物性参数对地埋管换热器性能的影响关系,为热响应测试以及工程设计提供有益的理论指导.     

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.     

回填空气间隙对地埋管岩土温度恢复性能的影响

地埋管地源热泵系统在换热孔回填过程中,由于施工不当易产生空气间隙.通过建立岩土耦合单U三维传热模型,按照实际工程中可能出现的3种不同空气层情况进行了计算分析,把不同空气层情况对传热造成显著影响的因素“地温恢复性能”作为研究对象,并根据理论计算结果与实际工程的运行数据进行了地埋管进、出水温度的对比验证.结果表明,在岩土温度恢复期内,空气间隙的存在提高了所在区域以内岩土的平均过余温度,降低了地埋管的换热性能.     

地源热泵地埋管换热量与岩土热物性的测试

介绍两种地源热泵用岩土热物性测试仪(电加热式热物性测试仪、风冷热泵式热物性测试仪)的原理,分析了测试仪在实际工程中的应用及测试结果,指出流量、地埋管进水温度等因素对单位孔深换热量有明显影响.     

添加隔热板对竖直U型地埋管换热器换热能力的影响

本文就如何减轻竖直U型地埋管换热器2个支管间的热短路损失、提高地源热泵系统的单位井深换热量进行了研究。在对竖直U型地埋管钻孔内准三维传热模型进行研究的基础上,运用数值模拟的方法对竖直U型地埋管换热器有、无隔热板2种情况下的换热能力进行了分析。     

地源热泵问题简议

目前地源热泵技术在全国推广,大部分省市都已建立地源热泵示范项目,其节能和环保的效果得到了专家和社会的认可,但是也有相关人士对地源热泵的缺点提出了质疑,地源热泵使用效果到底如何,在实际使用过程中还存在哪些问题,根据现场测试情况提出一些看法。     

单井循环地源热泵系统换热性能试验研究

为了研究分析单井循环地源热泵系统的换热性能情况,利用数据采集监测系统,对绵阳市某单井循环地源热泵系统进行换热性能测试研究。由数据采集监测系统进行数据采集,最终计算出单井循环系统的实际换热量,测试结果表明该地源热泵系统换热量平均只有25 k W,没有达到初期的设计要求。分析该系统存在的问题,提出优化方案及建议。     

新型相变材料回填的地埋管传热特性研究

本研究制备了新型癸酸-月桂酸/膨胀石墨复合相变材料并通过数值模拟研究了不同复合相变材料回填含量及不同运行模式下的地埋管换热器传热特性.复合相变材料中膨胀石墨与脂肪酸的最佳比例确定为10:100.本文提出了相变材料回填的地埋管传热模型并进行验证,研究了不同回填材料及运行模式下地埋管换热量,钻孔内液相比等参数的动态变化规律...     

土壤热物性与地埋管换热器换热性能研究

本文采用恒热流法对某地源热泵系统工程进行土壤热响应测试,数据处理采用线热源模型,线性关系推导法得到测试结果。现场钻孔埋设单U型、双U型地埋管换热器,钻井深度有80m、100m,比较不同埋管形式下测试出的单位井深换热量、土壤导热系数、钻孔热阻及土壤热扩散率之间的关系,并分析结果差异的原因,为实际设计提供可靠依据。