土壤源熱泵U型地埋管換熱器溫度場(chǎng)數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、土壤源熱泵是一種高效、節(jié)能、環(huán)保的空調(diào)冷熱源形式，它作為一種可再生能源技術(shù)在我國(guó)有廣闊的發(fā)展前景。但是，土壤源熱泵運(yùn)行效果取決于地埋管換熱器的傳熱性能，而周?chē)寥罍囟葓?chǎng)的變化對(duì)換熱器的傳熱性能有很大影響。從理論研究和工程實(shí)際來(lái)看，地下水滲流對(duì)土壤源熱泵的運(yùn)行有很大的影響。因此，有必要研究地下水滲流對(duì)周?chē)寥赖挠绊懸?guī)律，提高地埋管換熱器設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。
　　本文以線熱源理論為基礎(chǔ)，簡(jiǎn)要介紹了無(wú)限長(zhǎng)線熱源模型、有限長(zhǎng)線熱源模型和移動(dòng)無(wú)限

2、長(zhǎng)線熱源模型和其土壤過(guò)余溫度場(chǎng)解析解表達(dá)式，并采用MATLAB軟件分別求解了各模型的解析解表達(dá)式，得到了鉆孔周?chē)寥赖倪^(guò)余溫度分布，通過(guò)對(duì)比分析了基于不同模型的解析解的差別，同時(shí)分析不同滲流速度對(duì)土壤過(guò)余溫度分布的影響。發(fā)現(xiàn)地下水滲流的存在，會(huì)使土壤過(guò)余溫度場(chǎng)向地下水滲流方向發(fā)生偏移，縮短土壤過(guò)余溫度場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)的時(shí)間。
　　很多學(xué)者在對(duì)地埋管式土壤源熱泵進(jìn)行模擬的時(shí)候，為了簡(jiǎn)化模型大多忽略了地下水滲流這個(gè)影響因素。而本文將土壤視為

3、飽和多孔介質(zhì)，考慮了滲流的影響，建立了U型埋管換熱器耦合傳熱模型，采用前處理建模軟件GAMBIT建立物理模型，然后利用Fluent模擬地埋管與土壤的換熱過(guò)程及周?chē)寥罍囟葓?chǎng)。
　　實(shí)驗(yàn)方面，利用地埋管換熱器模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)地埋管換熱器的傳熱特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)對(duì)比有滲流作用和無(wú)滲流作用下熱響應(yīng)試驗(yàn)，獲得了一批有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，地下水滲流會(huì)大大增加巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)得到的巖土導(dǎo)熱系數(shù)值，同時(shí)會(huì)增加地埋管換熱器與土壤換熱量