U型地埋管換熱器熱短路特性研究.pdf

1、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用大地作為冷、熱源，通過(guò)中間介質(zhì)在埋設(shè)于地下的封閉環(huán)路中循環(huán)流動(dòng)，與大地進(jìn)行熱量交換，進(jìn)而由熱泵實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的空調(diào)。與傳統(tǒng)空調(diào)方式比較，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用可再生能源，具有節(jié)能和環(huán)保的特點(diǎn)，U型地埋管換熱器地源熱泵系統(tǒng)利用U型埋管與大地之間的傳熱來(lái)實(shí)現(xiàn)供熱和制冷要求，將大地作為熱源和熱匯，夏季通過(guò)U型埋管內(nèi)流體與土壤熱交換實(shí)現(xiàn)排熱，冬季通過(guò)管內(nèi)流體與土壤熱交換實(shí)現(xiàn)吸熱。實(shí)際上鉆孔內(nèi)U型管兩支管間的間距較小，載熱的流體與

2、周圍土壤存在溫差，U型管內(nèi)流體從進(jìn)口流入，與土壤換熱后再流出，在U型管內(nèi)兩支管內(nèi)流動(dòng)著冷熱不同的流體，支管間必然發(fā)生熱量回流現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為熱短路，它對(duì)實(shí)際的換熱效果將產(chǎn)生一定的影響。但是，在設(shè)計(jì)和安裝豎直U型地埋管換熱器時(shí)，是否必須考慮熱短路的影響?應(yīng)采取哪些切實(shí)有效的措施，仍需進(jìn)行深入研究。 本文以成都市某U型地埋管換熱器地源熱泵項(xiàng)目為基地，對(duì)夏季工況與冬季工況下熱短路的作用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試，在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果深入分析的基礎(chǔ)上，利

3、用能量平衡方法建立了U型埋管換熱器的三維傳熱模型，將豎直U型地埋管換熱器的傳熱劃分為兩個(gè)區(qū)，即鉆孔內(nèi)和鉆孔外至無(wú)限遠(yuǎn)處兩個(gè)區(qū)，并通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果的比較分析，反復(fù)修正模型，驗(yàn)證了模型方法以及計(jì)算結(jié)果的可信度。 通過(guò)理論分析、實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)值模擬的方法深入研究U型地埋管換熱器的熱短路特性，對(duì)影響地埋管換熱器熱短路作用大小的各種因素進(jìn)行了分析，包括U型管內(nèi)流速、支管間距、鉆井大小、回填材料、支管間加絕熱隔板等。在此基礎(chǔ)上提出了減