滲流條件下豎直U型埋管傳熱過程的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、土壤源熱泵系統(tǒng)是通過傳熱介質(zhì)（水或以水為主要成分的防凍液）在封閉的地埋管環(huán)路中流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與大地之間的換熱來提取土壤熱（冷）量，再通過室內(nèi)環(huán)路將熱（冷）量輸送到建筑物各個(gè)房間或區(qū)域進(jìn)行供熱制冷。近年來，土壤源熱泵得到了廣泛的推廣，并被多個(gè)領(lǐng)域運(yùn)用，地下水滲流是地埋管換熱器換熱性能的重要影響因素，得到更多專家學(xué)者的關(guān)注和研究，但由于多數(shù)模型受研究條件與研究對(duì)象限制，存在適用性差、預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確、模型參數(shù)測(cè)試?yán)щy等問題，因此有必要繼續(xù)開展相關(guān)

2、的基礎(chǔ)研究，積累大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步優(yōu)化和完善理論提供可靠依據(jù)。
　　本文通過室內(nèi)物理模型實(shí)驗(yàn)，對(duì)滲流條件下豎直U型埋管換熱過程進(jìn)行研究，首先根據(jù)以有滲流地層的平行六面體為參照原形進(jìn)行設(shè)計(jì)砂箱模型，搭建了包含砂箱裝置、供熱裝置、空調(diào)裝置、測(cè)試裝置、數(shù)據(jù)采集裝置的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，針對(duì)礫砂，先進(jìn)行基本參數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)，再分別開展飽和有/無滲流條件下不同熱（冷）源溫度、不同滲流進(jìn)水溫度、不同滲流速度的實(shí)驗(yàn)研究，不同熱源溫度為30℃、35℃、40℃

3、，不同冷源溫度為5℃、10℃、15℃，不同滲流進(jìn)水溫度為15℃、20℃、25℃，不同滲流速度為水位差分別為5cm、30cm、55cm時(shí)對(duì)應(yīng)的滲流速度，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，并利用 Surfer軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，得到等溫線分布圖，明確揭示各個(gè)因素對(duì)豎直U型埋管傳熱過程的影響。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：飽和有/無滲流條件下，土樣在加熱（制冷）過程中，各測(cè)點(diǎn)溫度變化量ΔT隨時(shí)間的變化均呈現(xiàn)先增長(zhǎng)（減?。┖筅呌诜€(wěn)定的趨勢(shì)；飽和有

4、/無滲流條件下，土樣完成加熱（制冷）后，進(jìn)行土樣溫度場(chǎng)恢復(fù)過程中，各測(cè)點(diǎn)溫度變化量ΔT隨時(shí)間的變化均呈現(xiàn)先減小（增長(zhǎng)）后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，且當(dāng)熱（冷）溫度與環(huán)境溫度（滲流進(jìn)水溫度及室溫）相差越大時(shí)，溫度場(chǎng)恢復(fù)所需的時(shí)間越長(zhǎng)；飽和無滲流時(shí)，距離熱/冷源距離相同的測(cè)點(diǎn)達(dá)到穩(wěn)定后的溫度變化量ΔT相近；飽和有滲流時(shí)，距熱/冷源距離相同的測(cè)點(diǎn)達(dá)到穩(wěn)定后的溫度變化量ΔT不同，砂箱下游測(cè)點(diǎn)溫度變化量ΔT明顯偏大，且熱源溫度變大、冷源溫度變小、滲流進(jìn)水溫