雙U型地埋管井群換熱數(shù)值研究.pdf

1、垂直地埋管換熱器換熱能力的確定是整個(gè)地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它關(guān)系到地源熱泵系統(tǒng)能否長(zhǎng)期高效運(yùn)行。目前，針對(duì)單井地埋管換熱器的研究較多，但由于井群中存在井間熱干擾，使得各井的換熱規(guī)律與單井相比有著明顯的不同，研究難度也增大，因此對(duì)大規(guī)模井群換熱器的相應(yīng)研究較少，且相關(guān)研究結(jié)果的得到需要較強(qiáng)的理論基礎(chǔ)或需采用專用軟件進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，難以被工程設(shè)計(jì)人員直接應(yīng)用。此外，多數(shù)地埋管換熱器設(shè)計(jì)軟件是基于土壤為純導(dǎo)熱模型的，忽略了地下水滲流對(duì)土壤傳

2、熱過(guò)程的影響，所得結(jié)果存在較大誤差。故研究和開(kāi)發(fā)一套考慮了井間熱干擾和地下水滲流對(duì)土壤傳熱的影響，又適合于工程應(yīng)用的地埋管井群換熱器設(shè)計(jì)方法顯得尤為重要。
　　論文利用Fluent6.3軟件首先建立了單井和典型井群換熱器的三維非穩(wěn)態(tài)模型，在此基礎(chǔ)上對(duì)有、無(wú)地下水滲流工況下的單井換熱器模型進(jìn)行了驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果顯示模型可靠;其次，通過(guò)分析典型井群中各井的管內(nèi)流體進(jìn)、出口溫差隨運(yùn)行時(shí)間的變化規(guī)律，確定正方形井群換熱器為研究對(duì)象，同時(shí)也定

3、義了井群中的三類井——“角井”、“邊井”和“中井”;最后提出了井群中各井的換熱量當(dāng)量值概念，并利用當(dāng)量值和單井換熱量來(lái)計(jì)算井群換熱量的方法。
　　論文重點(diǎn)研究了巖土導(dǎo)溫系數(shù)、土壤初始溫度、回填土導(dǎo)熱系數(shù)、入口流速、入口溫度、不同井間距、井群運(yùn)行方式和地下水滲流對(duì)井群中各井換熱量當(dāng)量值的影響規(guī)律;同時(shí)，利用本文提出的井群中各井換熱量當(dāng)量值的概念，進(jìn)一步提出了具體條件下典型井群換熱器換熱總量的簡(jiǎn)化模型，并通過(guò)本文的土壤分層滲流模擬結(jié)果