基于FLUENT地源熱泵系統(tǒng)仿真.pdf

1、地源熱泵系統(tǒng)具有高效節(jié)能的優(yōu)勢(shì),國內(nèi)外廣大學(xué)者正進(jìn)行多方面的針對(duì)性研究,以提高其綜合性能,減少工程應(yīng)用與推廣的障礙。模擬仿真是一種普遍采用研究手段之一,具有是實(shí)施周期短、代價(jià)小,能為實(shí)驗(yàn)研究以及工程應(yīng)用提供很好的指導(dǎo)。模擬仿真的核心實(shí)際上是數(shù)值計(jì)算,對(duì)流動(dòng)、傳熱等類型的問題,FLUENT計(jì)算軟件功能全面、計(jì)算效率高、穩(wěn)定性好,得到了普遍應(yīng)用。在地源熱泵的研究中,FLUENT軟件多被用來對(duì)土壤換熱器的換熱過程的模擬仿真,而在FLUENT平

2、臺(tái)上,對(duì)整個(gè)地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行模擬的研究很少見,部分嘗試性研究作了過多的簡(jiǎn)化,仿真結(jié)果有較大的失真。
　　本文提出了一種基于FLUENT軟件平臺(tái)的地源熱泵系統(tǒng)仿真方法。仿真對(duì)象是一個(gè)新提出的復(fù)合式系統(tǒng),由建筑負(fù)荷、太陽能集熱器、熱泵機(jī)組、土壤換熱器組成。FLUENT軟件對(duì)土壤埋管換熱器直接進(jìn)行數(shù)值模擬,利用二次開發(fā)功能(UDF)建立的建筑負(fù)荷、太陽能集熱器、熱泵機(jī)組模型與土壤換熱器計(jì)算模型在FLUENT軟件內(nèi)部直接耦合,從而實(shí)現(xiàn)了在

3、FLUENT平臺(tái)下的系統(tǒng)仿真。
　　以武漢地區(qū)一辦公建筑冬季兩個(gè)月的工況為例,利用所建立的仿真方法,對(duì)兩種不同類型的地源熱泵系統(tǒng)性能進(jìn)行了比較研究。主要結(jié)論為:與常規(guī)系統(tǒng)相比,①太陽能補(bǔ)償式蓄能地源熱泵系統(tǒng)埋管周邊土壤的溫度恢復(fù)快速;②土壤溫度和埋管出水溫度高、熱泵機(jī)組的制熱能效系數(shù)(EER)高、節(jié)電效果明顯;③系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間越長,節(jié)電效果越明顯。當(dāng)平均為單位管長配置0.133m2的集熱器時(shí),30天后的一天里,太陽能補(bǔ)償式地源熱泵系