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地源热泵竖直埋管的有限长线热源模型 被引量：54
1
作者 曾和义 刁乃仁 方肇洪 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期166-170,共5页
对地热换热器竖直埋管的非稳态传热模型进行了分析讨论。采用虚拟热源和格林函数法给出了半无限大介质中有限长线热源产生的非稳态温度场的解析解表达式。与稳态温度场的解进行比较 ,讨论了温度场达到名义上的“稳态”所需的时间 ,同时... 对地热换热器竖直埋管的非稳态传热模型进行了分析讨论。采用虚拟热源和格林函数法给出了半无限大介质中有限长线热源产生的非稳态温度场的解析解表达式。与稳态温度场的解进行比较 ,讨论了温度场达到名义上的“稳态”所需的时间 ,同时对于达到稳态时的温度场也进行了分析 ,指出了现行教科书中关于该问题的错误 ,提出了稳态时两个地热换热器孔壁代表性温度的定义 ,并对两者进行了比较 ,进而给出了可供工程应用的简化计算公式。基于以上分析 。 展开更多
关键词 地源热泵 地热换热器 导热 传热模型
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竖直U型管地热换热器的准三维传热模型 被引量：47
2
作者 刁乃仁 曾和义 方肇洪 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期387-390,共4页
在地热换热器原有研究工作的基础上,进一步考虑流体工质在钻孔深度方向上的温度分布,分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程,导出了竖直埋管地热换热器效能的解析式。由此,可以抛弃以往简化模型当中的不合理假设,为地热换热器的设计... 在地热换热器原有研究工作的基础上,进一步考虑流体工质在钻孔深度方向上的温度分布,分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程,导出了竖直埋管地热换热器效能的解析式。由此,可以抛弃以往简化模型当中的不合理假设,为地热换热器的设计和模拟提供了更加精确合理的理论基础和计算方法。 展开更多
关键词 地源热泵 地热换热器 热阻 效能 竖直埋管
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地热换热器间歇运行工况分析 被引量：34
3
作者 崔萍 刁乃仁 方肇洪 《山东建筑工程学院学报》 2001年第1期52-57,共6页
地源热泵应用推广的关键和难点是地热换热器的设计和运行模拟 ,大多数工程应用均采用简单而又实用的线热源模型。本文利用线热源解模拟出地热换热器周围土壤的温度响应 ,对于随时间变化的负荷或间歇负荷可以近似用一系列的矩形脉冲热 (... 地源热泵应用推广的关键和难点是地热换热器的设计和运行模拟 ,大多数工程应用均采用简单而又实用的线热源模型。本文利用线热源解模拟出地热换热器周围土壤的温度响应 ,对于随时间变化的负荷或间歇负荷可以近似用一系列的矩形脉冲热 (或冷 )负荷来代替。因此 ,采用了迭加原理来分析计算随时间变化的间歇负荷引起的温度响应。通过模拟计算发现 ,在计算流体的最大温升值时 ,可以把间歇工作的周期性脉冲热流简化为一个持续作用的平均热负荷和一个脉冲负荷的和。这为地热换热器的设计计算提供了一种简单实用的方法。通过编程模拟还证明 ,对于地热换热器来说 ,冷热负荷平衡的工况是最理想的工况 ,长期运行不会引起地层中热量 (冷量 )积累而使地热换热器性能退化。 展开更多
关键词 地源热泵 地热换器 脉冲负荷 供热 运行
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有渗流时地热换热器温度响应的解析解 被引量：49
4
作者 刁乃仁 李琴云 方肇洪 《山东建筑工程学院学报》 2003年第3期1-5,共5页
为确定地下水渗流对竖直埋管地热换热器的影响,建立了多孔介质中有渗流时的换热能量方程,得到了有渗流时无限大介质中线热源温度响应的解析解。归纳得出影响这一传热过程的无量纲量,并分析了地下水渗流对地热换热器中温度场的影响。分... 为确定地下水渗流对竖直埋管地热换热器的影响,建立了多孔介质中有渗流时的换热能量方程,得到了有渗流时无限大介质中线热源温度响应的解析解。归纳得出影响这一传热过程的无量纲量,并分析了地下水渗流对地热换热器中温度场的影响。分析计算的结果表明:适度的地下水渗流对原一维温度场的影响明显。地下水渗流越大,温度场变形越显著,达到稳态的时间越短,稳态过余温度越低。 展开更多
关键词 地下水渗流 地源热泵 地热换热器 传热 数学模型 温度场
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地热换热器的传热分析 被引量：41
5
作者 方肇洪 刁乃仁 《建筑热能通风空调》 2004年第1期11-20,共10页
地热换热器是地源热泵系统的重要组成部分。本文综述了作者近年来在地热换热器传热模型方面的研究:提出了分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程的准三维模型,考虑流体工质在深度方向上的温度分布,给出钻孔内热阻的解析表达式;求得有... 地热换热器是地源热泵系统的重要组成部分。本文综述了作者近年来在地热换热器传热模型方面的研究:提出了分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程的准三维模型,考虑流体工质在深度方向上的温度分布,给出钻孔内热阻的解析表达式;求得有限长线热源在半无限大介质中的瞬态温度响应解析解,并指出了Eckert的教科书中相关稳态解的错误;为确定地下水渗流对竖直埋管地热换热器的影响,导得了有渗流时无限大介质中线热源温度响应的解析解。以上工作改进和深化了国际上现有的地热换热器传热模型,并已应用于工程设计和模拟。 展开更多
关键词 地源热泵 地热换热器 传热数学模型 地下水渗流 工程设计
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地源热泵——建筑节能新技术 被引量：49
6
作者 刁乃仁 方肇洪 《建筑热能通风空调》 2004年第3期18-23,共6页
在建筑供热空调中采用热泵技术可以有效地提高一次能源利用率,减少温室效应气体CO2和其他大气污染物的排放。本文阐述了利用热泵供热比锅炉直接燃烧供热节能的原理,对主要的热泵供热形式,特别是地源热泵的技术特征、适用范围和经济性作... 在建筑供热空调中采用热泵技术可以有效地提高一次能源利用率,减少温室效应气体CO2和其他大气污染物的排放。本文阐述了利用热泵供热比锅炉直接燃烧供热节能的原理,对主要的热泵供热形式,特别是地源热泵的技术特征、适用范围和经济性作了较详细的介绍。 展开更多
关键词 地源热泵 建筑节能 供热 温室效应 大气污染物
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竖直埋管地热换热器的稳态温度场分析 被引量：24
7
作者 曾和义 刁乃仁 方肇洪 《山东建筑工程学院学报》 2002年第1期1-6,共6页
对竖直埋管在半无限大介质中的稳态传热模型进行了分析讨论。采用虚拟热源法及线性迭加原理给出了其解析解 ,并绘制了其相应的温度分布曲线图 ,指出了现行教科书中由于混淆绝热边界条件与等温边界条件而得出的关于该问题的错误结论。针... 对竖直埋管在半无限大介质中的稳态传热模型进行了分析讨论。采用虚拟热源法及线性迭加原理给出了其解析解 ,并绘制了其相应的温度分布曲线图 ,指出了现行教科书中由于混淆绝热边界条件与等温边界条件而得出的关于该问题的错误结论。针对工程实际提出了孔壁中点温度和积分平均温度这两个地热换热器孔壁代表性温度的定义 ,给出了两者的适用于工程应用的简明计算公式 ,并对两者进行了比较。基于以上分析 ,进一步讨论了全年冷热负荷不平衡对地热换热器长期性能的影响。 展开更多
关键词 地源热泵 地热换热器 导热 空调系统 冷热负荷 稳态传热模型 竖直埋管 温度场
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竖直埋管地热换热器钻孔内的传热分析 被引量：29
8
作者 曾和义 刁乃仁 方肇洪 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期399-405,共7页
准三维模型为竖直埋管地热换热器的结构优化提供了较为精确的理论基础。利用准三维模型对竖直埋管地热换热器进行分析与研究得出,不同的行程布置对双U型埋管地热换热器的传热性能有较大影响。就钻孔内热阻的对比,双U型埋管比单U型埋管... 准三维模型为竖直埋管地热换热器的结构优化提供了较为精确的理论基础。利用准三维模型对竖直埋管地热换热器进行分析与研究得出,不同的行程布置对双U型埋管地热换热器的传热性能有较大影响。就钻孔内热阻的对比,双U型埋管比单U型埋管钻孔内的热阻低,因而双U型埋管地热换热器较单U型埋管地热换热器更为合理。 展开更多
关键词 地源热泵 地热换热器 传热 热阻
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地热换热器U型埋管的传热模型及热阻计算 被引量：29
9
作者 崔萍 刁乃仁 +1 位作者 方肇洪 孙长亮 《暖通空调》 北大核心 2003年第6期108-110,共3页
讨论了地源热泵地热换热器竖直U型埋管钻孔内的二维稳态传热模型。基于钻孔内的温度场的二维解析解 ,得出钻孔热阻表达式。分析了影响钻孔热阻的几个相关因素 ,通过与一维简化模型得到的钻孔热阻相比较 。
关键词 地源热泵 地热换热器 热阻 温度场 竖直埋管
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地源热泵空调系统的研究开发与应用 被引量：23
10
作者 刁乃仁 方肇洪 过增元 《节能与环保》 2002年第1期23-26,共4页
关键词 地源热泵 空调系统 建筑物 型式 原理 特点
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竖直埋管地热换热器钻孔内的热阻 被引量：14
11
作者 曾和义 刁乃仁 方肇洪 《煤气与热力》 2003年第3期134-138,共5页
提出了确定地源热泵系统竖直埋管地热换热器钻孔内热阻的准三维模型。在考虑钻孔深度方向管内流体温度分布和U型管两支管相互热影响的条件下,导出了更为精确的计算钻孔内热阻的解析式,可供工程设计计算使用。分析了新模型与原有二维模... 提出了确定地源热泵系统竖直埋管地热换热器钻孔内热阻的准三维模型。在考虑钻孔深度方向管内流体温度分布和U型管两支管相互热影响的条件下,导出了更为精确的计算钻孔内热阻的解析式,可供工程设计计算使用。分析了新模型与原有二维模型计算钻孔内热阻的偏差及其影响因素,并结合具体的实例进行了对比计算。 展开更多
关键词 地源热泵 地热换热器 热阻
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地热换热器的传热分析 被引量：21
12
作者 方肇洪 刁乃仁 曾和义 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期685-687,共3页
本文综述了作者近年来在地热换热器传热模型方面的研究:提出了分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程的准三维模型,考虑流体工质在深度方向上的温度分布,给出钻孔内热阻的解析表达式;求得有限长线热源在半无限大介质中的瞬态温度响应... 本文综述了作者近年来在地热换热器传热模型方面的研究:提出了分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程的准三维模型,考虑流体工质在深度方向上的温度分布,给出钻孔内热阻的解析表达式;求得有限长线热源在半无限大介质中的瞬态温度响应解析解;导得了有渗流时无限大介质中线热源温度响应的解析解。以上工作改进和深化了国际上现有的地热换热器传热模型,并已应用于工程设计和模拟。 展开更多
关键词 地源热泵 地热换热器 传热 地下水渗流
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中深层套管式地埋管换热器性能的参数分析 被引量：30
13
作者 王德敬 胡松涛 +3 位作者 高志友 方亮 邵珠坤 刁乃仁 《区域供热》 2018年第3期1-7,共7页
中深层地埋管换热器是地源热泵领域以及季节性储热领域的创新性尝试。通过计算模拟深入分析了影响中深层地埋管换热器性能的各种因素,得到了一些指导性的结论:对钻孔深度、地温梯度、岩土热物性等关键要素对中深层套管式地埋管换热器换... 中深层地埋管换热器是地源热泵领域以及季节性储热领域的创新性尝试。通过计算模拟深入分析了影响中深层地埋管换热器性能的各种因素,得到了一些指导性的结论:对钻孔深度、地温梯度、岩土热物性等关键要素对中深层套管式地埋管换热器换热量所带来的影响进行了计算,给出的定量图表可供工程技术人员直接查阅;计算证明了套管式地埋管换热器中流体的流动方向(内进外出或外进内出)对换热器性能有重要影响,在季节性蓄热过程中应根据工况相应改变流体的流动方向;增加内管壁面的热阻是改进换热器效能的主要途径之一。 展开更多
关键词 地源热泵 中深层地埋管换热器 套管式地埋管 传热模型 数值模拟
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利用水源热泵全面回收矿井排风中的余热资源 被引量：24
14
作者 姬洵 孙潇 +1 位作者 权犇 刁乃仁 《建筑节能》 CAS 2010年第12期8-9,18,共3页
提出了一种合理实用的矿井排风余热回收方式,即在回风扩散塔旁边新建一座横向通风面积较大、形似"空气喷淋室"的空气处理室,利用矿井原有的排风机将矿井排风全部导入空气处理室内,矿井排风以2.5～3 m/s的风速平稳地流过空气... 提出了一种合理实用的矿井排风余热回收方式,即在回风扩散塔旁边新建一座横向通风面积较大、形似"空气喷淋室"的空气处理室,利用矿井原有的排风机将矿井排风全部导入空气处理室内,矿井排风以2.5～3 m/s的风速平稳地流过空气处理室内的气水换热空间,利用水源热泵机组的蒸发器所提供的低温水通过三级高密度水幕对矿井排风进行逆向喷淋,最大限度地全面回收矿井排风中的余热。 展开更多
关键词 矿井排风 余热资源 水源热泵
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竖直U型埋地换热器两支管间热量回流的分析 被引量：16
15
作者 范军 刁乃仁 方肇洪 《山东建筑工程学院学报》 2004年第1期1-4,39,共5页
竖直U型埋地换热器两支管间存在的热量回流(“热短路”)现象对换热器实际的传热性能有较大的影响,这是工程技术人员在设计和施工U型埋地换热器时必须考虑的问题。本文利用地热换热器传热模型及设计软件,对竖直U型埋地换热器两支管间的... 竖直U型埋地换热器两支管间存在的热量回流(“热短路”)现象对换热器实际的传热性能有较大的影响,这是工程技术人员在设计和施工U型埋地换热器时必须考虑的问题。本文利用地热换热器传热模型及设计软件,对竖直U型埋地换热器两支管间的热量回流现象进行了分析,着重讨论了两支管间距和回灌材料的导热系数对热量回流的影响。提出了减小热量回流的措施。 展开更多
关键词 地源热泵 地热换热器 热量回流 传热 导热
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单井回灌地源热泵地下传热数值模型研究 被引量：22
16
作者 李旻 刁乃仁 方肇洪 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1394-1401,共8页
在空间上将单井回灌系统地下传热问题分为井内与井外两部分,通过有限容积法(FVM)分别建立了井内与井外传热的数值模型。利用该数值模型对单井回灌系统的一些重要参数进行了研究,发现热传导和热对流是单井回灌地热换热器的主要传热方式,... 在空间上将单井回灌系统地下传热问题分为井内与井外两部分,通过有限容积法(FVM)分别建立了井内与井外传热的数值模型。利用该数值模型对单井回灌系统的一些重要参数进行了研究,发现热传导和热对流是单井回灌地热换热器的主要传热方式,凡是影响热传导和热对流的地质参数和系统参数都对换热器的传热性能有明显影响。此外,利用现场测试的数据验证了计算结果的有效性。 展开更多
关键词 单井回灌 地源热泵 传热 数值模型
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美国开式回路地源热泵利用地下水的若干规定 被引量：5
17
作者 李琴云 刁乃仁 方肇洪 《节能与环保》 2003年第2期40-42,共3页
基于保护地下水资源及蓄水层水质的需要,在美国对于采用开式回路地源热泵系统有明确的规定,系统安装前都必须确定用水许可的责任和明确的排放处理方案。美国的作法可供我国在推广应用地源热泵系统时借鉴。
关键词 美国 地源热泵 地下水 开式回路型 排放
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热泵与建筑节能 被引量：8
18
作者 苏登超 刁乃仁 方肇洪 《能源技术》 2003年第1期28-30,共3页
介绍了供热空调用热泵的分类,特别介绍了地源热泵的工作原理及其优缺点。指出地 下耦合热泵系统是一种可持续发展的建筑节能新技术,在我国有良好的应用前景。
关键词 热泵 建筑节能 供热 环保 空调
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U型管地热换热器热作用半径的数值模拟 被引量：13
19
作者 王艳 刁乃仁 王京 《建筑热能通风空调》 2011年第3期46-49,共4页
针对竖直U型埋管地热换热器土壤传热范围的问题,建立了U型埋地换热器三维非稳态传热模型。U型管与土壤间的传热受诸多因素的影响,本文采用CFD软件FLUENT对U型管的进口温度、进口流速、运行时间、土壤初始温度以及土壤热物性在夏季不同... 针对竖直U型埋管地热换热器土壤传热范围的问题,建立了U型埋地换热器三维非稳态传热模型。U型管与土壤间的传热受诸多因素的影响,本文采用CFD软件FLUENT对U型管的进口温度、进口流速、运行时间、土壤初始温度以及土壤热物性在夏季不同工况下对U型管热作用半径的影响进行了数值模拟研究。本文得出的结果可以用来指导地源热泵工程的设计。 展开更多
关键词 U 型管 数值模拟 热作用半径
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地源热泵优化设计地热换热器 被引量：9
20
作者 刁乃仁 方肇洪 《建设科技》 2004年第7期32-33,共2页
关键词 地源热泵 优化设计 地热换热器 空调系统 热载体
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