不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)地埋管換熱器的影響研究.pdf

1、土壤源熱泵是我國目前比較成熟的一種新能源開發(fā)形式,因其污染小可以有效利用地?zé)崮茉炊蔀閲业哪茉蠢弥攸c(diǎn)發(fā)展方向。對(duì)于地埋管換熱器,我國根據(jù)自身情況對(duì)建筑負(fù)荷、介質(zhì)流速、巖土初始溫度及埋管換熱器的布置等耦合和相互影響均做相當(dāng)多的研究,但是我國的地源熱泵并沒有進(jìn)入完善的發(fā)展模式。另一方面我國對(duì)于各地區(qū)地質(zhì)缺乏詳細(xì)的地質(zhì)構(gòu)造分析,在地源熱泵設(shè)計(jì)過程中,對(duì)巖土物性參數(shù)的確定許多地區(qū)僅根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和局部測(cè)試,忽視了豎向地質(zhì)存在著不均勻性的分層構(gòu)

2、造。
　　本課題以土壤源熱泵為研究對(duì)象,在查閱眾多文獻(xiàn)并依據(jù)前人提出的三維模型為基礎(chǔ),建立豎向兩種不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)的三維模型,一種為均勻單物性地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型,另一種為非均勻雙層不同物性地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)建模需要定義地質(zhì)類型,為非均勻雙層不同物性地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的不同地質(zhì)分析提供基礎(chǔ);根據(jù)數(shù)值分析需要定義巖土類型,為非均勻雙層不同物性地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的不同巖土物性分析提供基礎(chǔ)。再根據(jù)數(shù)值分析需要定義平均換熱系數(shù)的概念,并將平均換熱系數(shù)作為判斷換熱

3、器性能的評(píng)價(jià)參數(shù)。
　　對(duì)于均勻單物性地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型,主要分析在不同單物性地質(zhì)物性、不同加熱功率、不同介質(zhì)流速及巖土初始平均溫度對(duì)換熱器性能參數(shù)的影響。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)均勻單物性地質(zhì)結(jié)構(gòu)中不同加熱功率、介質(zhì)流速及巖土初始平均溫度均對(duì)換熱器平均換熱系數(shù)沒有影響,與理論分析一致;根據(jù)固定工況下不同巖土參數(shù)類型對(duì)應(yīng)的平均換熱系數(shù)的變化,得出巖土參數(shù)類型中導(dǎo)熱系數(shù)越大平均換熱系數(shù)越大,并擬合得到相互關(guān)聯(lián)式。
　　對(duì)于非均勻雙層不同物性地質(zhì)

4、結(jié)構(gòu)模型,分析主要分為兩方面,一方面研究不同加熱功率、介質(zhì)流速及巖土初始平均溫度對(duì)換熱器性能參數(shù)的影響并以實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到加熱功率和介質(zhì)流速的變化對(duì)平均換熱系數(shù)不產(chǎn)生影響,與均勻單物性地質(zhì)結(jié)構(gòu)形成對(duì)比,從而提出等效導(dǎo)熱系數(shù)概念。另一方面,根據(jù)已經(jīng)定義的地質(zhì)類型和巖土參數(shù)類型,分別研究在六種巖土參數(shù)類型下地質(zhì)類型對(duì)換熱器換熱性能參數(shù)的影響;研究在相同地質(zhì)類型下兩種巖土物性對(duì)換熱器換熱性能參數(shù)的影響;最后根據(jù)平均換熱系數(shù)K與下層巖土深度h,及上