土壤源熱泵百米深豎直地埋管三維動態(tài)換熱數(shù)值分析.pdf

1、能源和環(huán)境問題是當(dāng)今世界各國面臨的重大問題,如何更好地利用有限的能源,如何更好地保護(hù)環(huán)境,已經(jīng)成為當(dāng)今世界各國學(xué)術(shù)和技術(shù)的研究重點(diǎn)。其中土壤源熱泵系統(tǒng)以其高效節(jié)能、環(huán)境效益顯著等原因被廣泛應(yīng)用。此外,鑒于我國地少人多的特點(diǎn),采用垂直U型地埋管式換熱器的土壤源熱泵系統(tǒng)更適合我國的國情。所以本文重點(diǎn)研究垂直U型地埋管換熱器的傳熱性能。
　　 本課題受到西安市建設(shè)科技項(xiàng)目“西安市地源熱泵地埋管換熱器的傳熱性能研究”的資助。
　　

2、 本文首先從土壤源熱泵的特點(diǎn)出發(fā),結(jié)合土壤源熱泵在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,進(jìn)而闡述了土壤源熱泵相關(guān)的理論,這些內(nèi)容為本文的深入研究提供了一定的理論支持。此外根據(jù)西安地區(qū)地下土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu),計(jì)算得出了本文模擬所用的土壤的熱物性參數(shù)。然后利用Gambit根據(jù)實(shí)際工程1:1建立了垂直U型地埋管式土壤源熱泵地下?lián)Q熱埋管周圍土壤溫度場的三維傳熱模型,并采用將模型劃分網(wǎng)格的方法對計(jì)算方程進(jìn)行離散,以便進(jìn)行更精確的模擬計(jì)算。
　　 在模擬計(jì)算過程中

3、,本文利用Fluent主要模擬了以下工況:在穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)條件下進(jìn)行模擬計(jì)算。其中穩(wěn)態(tài)模擬中又包括夏季穩(wěn)態(tài)工況和冬季穩(wěn)態(tài)工況。這樣做的目的是為了對所建立模型進(jìn)行驗(yàn)證,以便在成功進(jìn)行穩(wěn)態(tài)模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行更為復(fù)雜的非穩(wěn)態(tài)模擬計(jì)算。計(jì)算結(jié)果很理想,表明可以用該模型進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)計(jì)算。在非穩(wěn)態(tài)計(jì)算中,又分為連續(xù)運(yùn)行工況和間歇運(yùn)行工況。其中每種工況中根據(jù)計(jì)算時(shí)間和計(jì)算條件的不同,相應(yīng)的修改模型中的條件和參數(shù),進(jìn)行計(jì)算。在非穩(wěn)態(tài)計(jì)算中,本文的重點(diǎn)內(nèi)容是通