地源熱泵地下垂直埋管換熱器的換熱研究.pdf

1、現(xiàn)如今，能源短缺已成為社會的首要問題之一，地源熱泵以其優(yōu)越的節(jié)能環(huán)保的特性得到了越來越多的應用。因此，對于地源熱泵的性能研究也是人們首要關心的問題之一。而地下?lián)Q熱器是地源熱泵換熱的重要部件，直接影響到地源熱泵整個系統(tǒng)的運行性能。由此，本文主要從三個不同的角度對地源熱泵地下?lián)Q熱器的換熱性能進行研究。
　　換熱熱阻直接影響到地源熱泵地下?lián)Q熱器的換熱性能，因此本文利用地源熱泵單U地埋管二維換熱模型，以鉆孔內的換熱熱阻為目標函數(shù)，以回填材

2、料導熱系數(shù)、兩埋管間距及管內水流速等參數(shù)為優(yōu)化變量，利用遺傳算法，對各參數(shù)同時變化時進行了目標函數(shù)優(yōu)化，并分析了各參數(shù)對熱阻性能影響。研究得出在鉆孔孔徑和埋管管徑組合一定的情況下，當回填材料導熱系數(shù)、兩埋管間距及管內流體流速均為最大值時，鉆孔內換熱熱阻達到最優(yōu)。
　　用單U、雙U地埋管地源熱泵準三維換熱模型，以能效系數(shù)及效率為評價指標，通過Matlab自編程序，計算出流體出口溫度，并利用流體進口溫度、流體質量流量、埋管深度等分析

3、了這些影響參數(shù)對單U及雙 U埋管換熱器的換熱性能的影響。研究得出雙U地埋管換熱器的能效系數(shù)及效率均高于單 U地埋管換熱器。
　　利用FLUENT數(shù)值模擬軟件建立起一個二維有限體積的模型，瞬態(tài)模擬了單U埋管換熱器管壁不同時刻的溫度響應。單U埋管換熱器的兩個支管的溫度響應由地埋側的傳熱平衡方程進行求得，并通過FLUENT中的UDF編寫程序得以實現(xiàn)。研究得出當使用下降管與上升管換熱量所占的比例分別為60％與40%時來分析地下?lián)Q熱時更接