土壤源熱泵地下埋管換熱器換熱性能的分析.pdf

1、地源熱泵作為以淺層地表為冷熱源進行制冷或供熱的空調(diào)形式，是一種清潔的，可持續(xù)的能源利用方式。 作為地源熱泵的一種--土壤源熱泵，是以土壤作為冷熱源，較其它形式地源熱泵有著污染周圍環(huán)境最小和不占用水資源的優(yōu)點，是一種倍受關(guān)注的可再生能源技術(shù)，近年來在我國逐步得到推廣。 作為土壤源熱泵的核心組成部分--U型地下埋管換熱器的換熱性能影響因素很多，其傳熱性能的優(yōu)劣又直接關(guān)系著土壤源熱泵效率的高低。對于這方面的理論及技術(shù)還在不斷的

2、進行深入研究，本文針對該問題從管道形狀及地下土壤滲流的影響入手進行了較為深入的研究。 本文首先以西安地區(qū)為例，對西安地區(qū)地源熱泵系統(tǒng)的適用性進行了分析，說明土壤熱交換器地源熱泵在西安地區(qū)有著廣闊的應(yīng)用前景。 本文通過CFD流體模擬軟件，對不同管型的U型地下埋管換熱器(波節(jié)管和光滑管)進行幾何建模及數(shù)學(xué)建模，對不同工況，不同土壤條件下與周圍土壤換熱的效果進行了數(shù)值仿真模擬，得出U型地下埋管換熱器與周圍土壤環(huán)境的溫度場。

3、 通過分析模擬結(jié)果認(rèn)為改變管型可以增加U型地下埋管換熱器內(nèi)冷卻水的擾動，從而增強了U型埋管換熱器與周圍土壤的換熱強度，提高U型地下埋管換熱器的換熱效率。 此外，本文通過將土壤考慮為多孔體，模擬兩種管型在存在土壤滲流情況下的換熱規(guī)律，通過數(shù)據(jù)表明土壤滲流也是影響U型地下埋管換熱器換熱性能的重要因素。它可以改善地下土壤的溫度環(huán)境，從而提高U型地下埋管換熱器與土壤的換熱效率。 由于土壤溫度場的變化梯度沿滲流流動方向較大，U