熱滲耦合作用下地下管群換熱特性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，傳統(tǒng)化石能源消耗增長(zhǎng)迅速，在所有行業(yè)的能耗中，我國(guó)建筑能耗的總量逐年上升，目前已占總能耗的27.45％。土壤源熱泵能通過(guò)土壤蓄能，實(shí)現(xiàn)冬夏季冷/熱量的轉(zhuǎn)移利用，具有高效節(jié)能的特點(diǎn)。土壤源熱泵的關(guān)鍵技術(shù)在于地下埋管的傳熱特性以及熱泵機(jī)組性能的匹配。地埋管換熱器管群換熱性能直接影響了系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性、節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性。目前對(duì)于管群換熱的研究大都未考慮地下水的熱濕遷移帶來(lái)的影響，僅有的研究也大多基于定工況的分析，研究結(jié)果對(duì)

2、指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)與系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的指導(dǎo)性較差。針對(duì)該問(wèn)題，本文重點(diǎn)研究地下水滲流效果及動(dòng)態(tài)負(fù)荷換熱特性對(duì)地下管群換熱的影響，本文研究主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi):
　　首先，對(duì)地下管群換熱器中的傳熱過(guò)程進(jìn)行分析，包括管內(nèi)流體與土壤的換熱，管內(nèi)流體和管壁的導(dǎo)熱和對(duì)流換熱、管壁和井內(nèi)回填材料的導(dǎo)熱、回填材料內(nèi)部的導(dǎo)熱、井壁和土壤的導(dǎo)熱。在此基礎(chǔ)上分析了在地下水滲流對(duì)地下管群換熱的影響，進(jìn)而建立了考慮地下水滲流的管群換熱數(shù)學(xué)物理模型，利用數(shù)值方法進(jìn)

3、行相應(yīng)的網(wǎng)格劃分和邊界條件設(shè)置，選取文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證和修正所建模型。
　　其次，利用驗(yàn)證的管群換熱模型，在定溫的工況下研究主要影響因素（包括土壤熱物性、回填材料、埋管進(jìn)口水溫、管內(nèi)流體流速和管群排列方式等）對(duì)管群換熱特性的影響。并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用FLUENT軟件中的擴(kuò)展程序UDF，將建筑動(dòng)態(tài)負(fù)荷特性與地下管群換熱系統(tǒng)進(jìn)行鏈接，并分析在動(dòng)態(tài)負(fù)荷下，不考慮地下水滲流效果時(shí)地下管群換熱特性。隨后，考察冷熱負(fù)荷不均對(duì)埋管換熱器土壤溫度