灘涂地區(qū)淺埋式毛細管換熱器特性研究.pdf

1、潮間帶灘涂地區(qū)是近海岸位于高潮線和低潮線之間的區(qū)域，且蘊含豐富的能量。毛細管換熱器系統(tǒng)通過管內(nèi)介質(zhì)在毛細管中循環(huán)流動，利用灘涂砂土作為冷源或熱源，與埋管周圍砂土進行熱交換，從而實現(xiàn)對建筑物制冷或供暖。毛細管網(wǎng)在空調(diào)末端應用在歐洲發(fā)展了20年，傳至國內(nèi)應用廣泛。毛細管換熱器系統(tǒng)具有環(huán)保和節(jié)能、面積大、換熱效果好的特點，可以將其作為一種高效的熱泵前端換熱器。對毛細管換熱器熱泵系統(tǒng)的核心部件——毛細管換熱器的研究并不廣泛，這導致了毛細管作為熱

2、泵機組前端換熱器的使用局限。本文基于對毛細管研究的基礎上，進一步深入對毛細管換熱器淺埋于青島潮間帶灘涂地區(qū)砂土中進行研究。故本文側(cè)重于淺埋式毛細管換熱器在潮間帶灘涂地區(qū)潮汐周期性變化條件下的傳熱特性研究。
　　論文在現(xiàn)有毛細管換熱器和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究基礎上，根據(jù)埋敷在灘涂地區(qū)砂土特性及潮汐周期性的邊界條件，建立了仿真模型，模擬了毛細管換熱器三維非穩(wěn)態(tài)運行狀況，并對此進行傳熱特性分析。主要內(nèi)容有:(1)建立潮間帶地區(qū)受潮汐周期性影響而導

3、致地下砂土溫度的日變化與年變化的數(shù)學模型，得出淺層地下砂土溫度日變化和年變化的規(guī)律。(2)對毛細管換熱器進行傳熱理論分析，采用CFD仿真模擬影響毛細管換熱器性能的因素，對毛細管換熱器系統(tǒng)設計中的毛細管席間距、回填土的不同材料、單根毛細管長度、管內(nèi)介質(zhì)流速等的影響因素進行了分析，通過仿真計算結(jié)果得出毛細管換熱器進行換熱時進出口溫差以及單位席面積平均換熱量，及毛細管周圍潮間帶土壤溫度場分布。(3)對于固定結(jié)構(gòu)形式特點的毛細管席，進行毛細管換

4、熱器短期運行24h工況詳細分析，冬季和夏季分別運行8h、10h、12h、14h后所對應的進出口平均溫差、單位席面積換熱量;并研究發(fā)現(xiàn)毛細管換熱器168h間歇運行后，日運行時間不同對換熱性能的影響明顯，對該結(jié)構(gòu)形式固定的毛細管換熱器，建議日運行時間為10h以內(nèi)，毛細管換熱器可滿足實際需求。
　　毛細管換熱器系統(tǒng)存在廣闊應用空間。本文針對毛細管換熱器進行了仿真研究，使得人們對毛細管的換熱性能有直觀上的了解，以便在進行毛細管換熱器實際工