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(huì)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(yīng)用。因此，對(duì)于地源熱泵的性能研究也是人們首要關(guān)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(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行性能。由此，本文主要從三個(gè)不同的角度對(duì)地源熱泵地下?lián)Q熱器的換熱性能進(jìn)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(nèi)的換熱熱阻為目標(biāo)函數(shù)，以回填材

2、料導(dǎo)熱系數(shù)、兩埋管間距及管內(nèi)水流速等參數(shù)為優(yōu)化變量，利用遺傳算法，對(duì)各參數(shù)同時(shí)變化時(shí)進(jìn)行了目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化，并分析了各參數(shù)對(duì)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(dāng)回填材料導(dǎo)熱系數(shù)、兩埋管間距及管內(nèi)流體流速均為最大值時(shí)，鉆孔內(nèi)換熱熱阻達(dá)到最優(yōu)。
　　用單U、雙U地埋管地源熱泵準(zhǔn)三維換熱模型，以能效系數(shù)及效率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過Matlab自編程序，計(jì)算出流體出口溫度，并利用流體進(jìn)口溫度、流體質(zhì)量流量、埋管深度等分析

3、了這些影響參數(shù)對(duì)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(gè)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(shí)刻的溫度響應(yīng)。單U埋管換熱器的兩個(gè)支管的溫度響應(yīng)由地埋側(cè)的傳熱平衡方程進(jìn)行求得，并通過FLUENT中的UDF編寫程序得以實(shí)現(xiàn)。研究得出當(dāng)使用下降管與上升管換熱量所占的比例分別為60％與40%時(shí)來分析地下?lián)Q熱時(shí)更接