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双U型地埋管换热器换热性能试验研究
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作者 李磊 张卫东 +5 位作者 徐拴海 赵永哲 党东生 汪启龙 苟立 雷燕子 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期125-132,共8页
双U型地埋管换热器(DUBTHE)在实际应用中易出现管路交叉,引起热短路,造成换热性能降低,直接影响浅层地源热泵系统的运行效率。以西安某浅层地源热泵项目为工程背景,基于无限长线热源理论和斜率法,通过现场岩土热响应试验、不同测温法测... 双U型地埋管换热器(DUBTHE)在实际应用中易出现管路交叉,引起热短路,造成换热性能降低,直接影响浅层地源热泵系统的运行效率。以西安某浅层地源热泵项目为工程背景,基于无限长线热源理论和斜率法,通过现场岩土热响应试验、不同测温法测温试验,研究了岩土初始平均温度、导热系数和体积热容,及管卡间距对DUBTHE换热性能的影响。结果表明:多点式测温线缆测得的岩土初始平均温度为17.08℃,更接近实际地层温度。该地层的岩土综合导热系数和综合体积热容分别为1.65 W/(m·K)、2.81×10^(6 )J/(m^(3)·K)。DN25 DUBTHE的夏、冬季单位延米换热量随着管卡间距减小而增加,且增速随管卡间距的减小先增大后减小。当管卡间距分别为1、2、3、4 m时,DN25 DUBTHE的夏季单位延米换热量较无管卡分别提高了21.03%、19.48%、15.16%、3.92%;DN25 DUBTHE的冬季单位延米换热量较无管卡分别提高了20.83%、19.48%、14.94%、3.79%。工程中最优的管卡布置方式为2 m或3 m管卡间距的DN25 DUBTHE。研究结果可为关中地区浅层地源热泵系统的优化设计提供经验借鉴与数据支撑。 展开更多
关键词 u 岩土热响应试验 换热性能 浅层源热泵 卡间距
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双U型地埋管地源热泵系统优化设计 被引量:3
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作者 万溧 高理福 李浩 《制冷与空调(四川)》 2015年第5期560-563,共4页
以西南科技大学新能源改造项目为基础,根据相关技术规范的要求,对双U型地埋管换热器进行了试验测试。建立和实际尺寸完全相同的三维数值模拟模型,通过验证后的数值模拟模型,对地埋管换热器的换热过程进行动态模拟。研究了进水温度和速... 以西南科技大学新能源改造项目为基础,根据相关技术规范的要求,对双U型地埋管换热器进行了试验测试。建立和实际尺寸完全相同的三维数值模拟模型,通过验证后的数值模拟模型,对地埋管换热器的换热过程进行动态模拟。研究了进水温度和速度、钻井深度、回填材料对U型地埋管换热器换热性能的影响。得出进水温度设计时应综合考虑,循环流速为0.4~0.8m/s比较合适,钻井深度取60~100m较为合理,回填材料的导热系数略大于地埋管周围土壤即可。 展开更多
关键词 u 进水温度 循环流速 钻井深度 回填材料
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竖直双U型地埋管传热特性研究 被引量:2
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作者 刘卫 徐博荣 +3 位作者 刘鹏 季超然 王丹 马文涓 《建筑技术》 2021年第11期1388-1391,共4页
为探究U型地源热泵系统运行过程中土壤温度变化特性,以竖直U型地埋管周围土壤为研究对象,基于有限元分析法建立三维非稳态传热物理模型。研究表明,地埋管周围土壤温度和单位井深换热量均随热泵运行时间增加而增加且趋于稳定;在其他条件... 为探究U型地源热泵系统运行过程中土壤温度变化特性,以竖直U型地埋管周围土壤为研究对象,基于有限元分析法建立三维非稳态传热物理模型。研究表明,地埋管周围土壤温度和单位井深换热量均随热泵运行时间增加而增加且趋于稳定;在其他条件不变的情况下双U型地埋管换热量为28.26 W/m,单U型地埋管换热量为26.38 W/m;流体进口流速和土壤温度梯度对单位井深换热量影响很小;流体进口温度和回填材料对土壤温度和单位井深换热量的影响较大;热泵蓄热–恢复和取热–恢复工况下,土壤温度恢复效果随径向距离及恢复时间增加而增加,土壤导热系数越大恢复的程度越接近土壤初始温度值。 展开更多
关键词 源热泵 u 温度梯度 蓄热 回填材料
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基于双U地埋管蓄取热耦合工况下土壤动态传热特性试验研究 被引量:2
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作者 侯正芳 杨景洋 +2 位作者 潘慧 周雅慧 吴晅 《流体机械》 CSCD 北大核心 2019年第12期72-77,共6页
为了探索蓄取热耦合工况下双U竖直地埋管周围土壤动态传热特性,自行搭建砂箱试验台,试验研究了蓄热取热耦合(冷热交替)运行模式对土壤温度分布和单位井深换热量的影响。试验结果表明:土壤温度随运行时间呈现出周期性上下波动的变化规律... 为了探索蓄取热耦合工况下双U竖直地埋管周围土壤动态传热特性,自行搭建砂箱试验台,试验研究了蓄热取热耦合(冷热交替)运行模式对土壤温度分布和单位井深换热量的影响。试验结果表明:土壤温度随运行时间呈现出周期性上下波动的变化规律;随着径向距离增加,土壤温度上下波动幅度减小;单位井深换热量则呈现先急剧跃升后再下降趋于稳定,随后再急剧跃升的周期性变化规律;等功率、变蓄热功率和变取热功率三种工况中,连续运行模式下等功率工况的土壤温度上下波动幅度最小,而间歇运行模式下变取热功率工况的土壤温度上下波动幅度最小;连续运行模式下的平均单位井深换热量以等功率工况为最高,而间歇运行模式下的则以变蓄热功率工况为最高。 展开更多
关键词 蓄取热 u 土壤温度 单位井深换热量
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垂直双U型地下换热器动态传热解析
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作者 罗勇强 许国治 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期122-127,共6页
为改进传统基于二区域建模方法在地下换热器仿真中的不足,提出基于二元复合介质的垂直双U型地下换热器动态解析传热模型.在传统复合介质建模思路的基础上,引入地质分层复合介质等效处理方法,结合U型水管流体准动态传热解析函数及处理管... 为改进传统基于二区域建模方法在地下换热器仿真中的不足,提出基于二元复合介质的垂直双U型地下换热器动态解析传热模型.在传统复合介质建模思路的基础上,引入地质分层复合介质等效处理方法,结合U型水管流体准动态传热解析函数及处理管壁非均匀热流条件的分段圆柱热源法,构建了系统动态传热解析新模型.与实验数据对比,新模型在40 h热响应测试中的平均相对误差仅0.17%.系统动态热特性分析中,利用新模型工具从可视化角度解释双U型地埋管内部的热堆积与热短路现象,为地下换热器的性能优化提供可靠支持. 展开更多
关键词 源热泵 u 复合介质 解析传热 动态分析
原文传递
天津地区双U型地源热泵地埋管换热器性能模拟研究 被引量:10
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作者 朱祖文 蒋云云 何一坚 《流体机械》 CSCD 北大核心 2013年第6期58-64,共7页
针对地下水位变化对地源热泵垂直地埋管换热器性能的影响,以天津某工程为例,根据土水特征曲线确定了土壤垂直方向含水量分布和热物性变化,并基于FLUENT软件建立了双U型地埋管换热器的三维非稳态传热模型,对不同工况下的换热器性能进行... 针对地下水位变化对地源热泵垂直地埋管换热器性能的影响,以天津某工程为例,根据土水特征曲线确定了土壤垂直方向含水量分布和热物性变化,并基于FLUENT软件建立了双U型地埋管换热器的三维非稳态传热模型,对不同工况下的换热器性能进行了数值模拟,将模拟结果与试验结果进行了对比分析。进一步,模拟研究了不同地下水位对换热器性能的影响,其结果对于地下水位变化显著地区地源热泵工程设计、管理具有较好的指导意义。 展开更多
关键词 u换热器 数值模拟 下水位
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基于土壤分层的双U型地埋管出口温度及土壤温度场研究
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作者 王宏伟 于川淇 +2 位作者 安瑞 张芸栗 于磊鑫 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第2期338-344,共7页
目的 探究在土壤分层和地下水渗流条件下地埋管的出口温度以及传热规律。方法 基于多孔介质理论建立分层岩土体瞬态三维模型,分析土壤的初始温度、地下水渗流、回填材料种类对地埋管出口温度及土壤温度场的影响。结果 土壤初始温度为290... 目的 探究在土壤分层和地下水渗流条件下地埋管的出口温度以及传热规律。方法 基于多孔介质理论建立分层岩土体瞬态三维模型,分析土壤的初始温度、地下水渗流、回填材料种类对地埋管出口温度及土壤温度场的影响。结果 土壤初始温度为290.15 K时,热泵运行30 d后地埋管的出口温度最高,达到280.43 K;三种常用的回填材料中沙土的换热效果最好,黏土作为回填材料时,地埋管附近出现明显的冷量堆积;地下水渗流速度达到200 m/a时,地埋管出口温度为280.85 K,相较于不存在地下水渗流时的出口温度增加了0.51 K。结论 土壤初始温度、地下水渗流速度均与地埋管出口温度呈正相关;土壤温度场的变化在一定程度上取决于回填材料的种类及热物性;地下水渗流的存在能够消除土壤冷量的堆积,在地埋管敷设时应适当增加沿着渗流方向管间距离。 展开更多
关键词 竖直u 出口温度 回填材料 下水渗流 土壤温度
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竖直地埋管热响应试验与适宜性评价 被引量:2
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作者 童欣 刘媛 阎波 《岩土工程技术》 2019年第1期28-31,共4页
以武汉某项目为例,分别采用恒热流法(R1孔:3 kW、6 kW)和恒温法(R2孔:进水温度30℃、35℃)对竖直双U型地埋管试验孔进行热响应试验。在介绍了项目地质情况、试验原理及试验设计的基础上,进行现场试验及结果分析与比较,并结合场地的水文... 以武汉某项目为例,分别采用恒热流法(R1孔:3 kW、6 kW)和恒温法(R2孔:进水温度30℃、35℃)对竖直双U型地埋管试验孔进行热响应试验。在介绍了项目地质情况、试验原理及试验设计的基础上,进行现场试验及结果分析与比较,并结合场地的水文地质条件以及岩土体可钻性,分析了竖直地埋管地源热泵系统在本地区的适应性,其结果可为地源热泵优化设计提供参考。 展开更多
关键词 热响应试验 恒热流法 恒温法 竖直u 适宜性
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基于TRNSYS的双U型地埋管换热影响因素分析 被引量:1
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作者 刘涛 田野 马永志 《山东大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期113-118,共6页
针对水平式埋管占地面积大、换热效果差及竖直式埋管初期投资高、施工难度大的现状,基于TRNSYS建立地源热泵双U型地埋管换热器瞬态仿真模型。在保证研究变量为唯一变量的条件下,通过仿真计算分析地埋管不同钻孔数、不同埋管深度以及不... 针对水平式埋管占地面积大、换热效果差及竖直式埋管初期投资高、施工难度大的现状,基于TRNSYS建立地源热泵双U型地埋管换热器瞬态仿真模型。在保证研究变量为唯一变量的条件下,通过仿真计算分析地埋管不同钻孔数、不同埋管深度以及不同孔间距对地埋管换热器性能的影响,模拟试验结果表明:增多钻孔数、加深钻孔深度、增大钻孔间距均可提高地埋管换热器的换热效果。本研究为地埋管换热效果与施工难度的平衡提供分析依据。 展开更多
关键词 u换热器 孔数 孔深 孔间距 出口水温
原文传递
双U型地埋管换热器模型的建立及实验验证
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作者 张玉瑾 陈忠海 +2 位作者 梁士民 宋明星 张连连 《河北建筑工程学院学报》 CAS 2013年第1期66-70,75,共6页
地埋管换热器与土壤的换热状况,直接影响到土壤源热泵系统的运行性能.因而建立恰当的地埋管换热器模型,对埋管与土壤的传热研究至关重要.根据钻孔内外传热的不同特点,建立了钻孔内准三维稳态导热数学模型和钻孔外二维非稳态导热数学模型... 地埋管换热器与土壤的换热状况,直接影响到土壤源热泵系统的运行性能.因而建立恰当的地埋管换热器模型,对埋管与土壤的传热研究至关重要.根据钻孔内外传热的不同特点,建立了钻孔内准三维稳态导热数学模型和钻孔外二维非稳态导热数学模型;并以钻孔壁为纽带,将内、外模型组建成完整的地埋管换热器模型.进而利用Ansys有限元法建立其物理模型并进行求解.通过热响应实验,充分验证了该模型的可靠性.这为建立土壤源热泵系统模型,模拟系统长期变负荷工况运行下土壤热堆积情况奠定了坚实基础. 展开更多
关键词 u换热器 准三维稳态传热 二维非稳态传热 ANSYS有限元 土壤温度
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苏州某地源热泵项目竖直地埋管岩土热响应试验与分析 被引量:3
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作者 黄旺来 余跃进 +1 位作者 夏学鹰 陆勇祥 《南京师范大学学报(工程技术版)》 CAS 2016年第4期40-45,共6页
以苏州地区某地块项目地源热泵工程为依据,采用恒热流方法对现场单U和双U型地埋管分别进行了岩土热响应试验.通过该试验获得了该项目现场地质情况和岩土体热物性参数,同时计算出各种工况下地埋管换热性能并进行分析,得出该地区的地下土... 以苏州地区某地块项目地源热泵工程为依据,采用恒热流方法对现场单U和双U型地埋管分别进行了岩土热响应试验.通过该试验获得了该项目现场地质情况和岩土体热物性参数,同时计算出各种工况下地埋管换热性能并进行分析,得出该地区的地下土壤平均导热系数为2.02 W/(m·K),双U型地埋管换热器比单U型地埋管换热器的换热性能约高15%. 展开更多
关键词 u竖直 u竖直 恒定热流法 岩土热物性 换热性能
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