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U型管埋地换热器三维传热模型及实验对比分析 被引量:32
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作者 赵军 张春雷 +2 位作者 李新国 余乐渊 宋德坤 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期63-66,共4页
针对U型管埋地换热器的传热特点,考虑了两管脚之间的相互影响,建立起非稳态传热模型。采用数值解法对该理论模型进行了求解,并将结果与实验值进行了对比分析,发现两者变化趋势一致,但理论计算结果比实验测试值低,其中的一个重要原因是... 针对U型管埋地换热器的传热特点,考虑了两管脚之间的相互影响,建立起非稳态传热模型。采用数值解法对该理论模型进行了求解,并将结果与实验值进行了对比分析,发现两者变化趋势一致,但理论计算结果比实验测试值低,其中的一个重要原因是因为换热器与土壤间的热交换不是纯导热过程,还应该进一步考虑土壤中热湿迁移等因素的影响。 展开更多
关键词 地源热泵 u型管埋地换热器 管脚 数值解法
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不同方式地下埋管换热器的实验研究 被引量:9
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作者 朱强 李新国 赵军 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2004年第6期61-64,共4页
埋地换热器换热性能是地源热泵设计基础,针对不同埋管方式埋地换热器建立了砂石回填单 U 型、双 U 型井埋管和混凝土回填单 U 型井埋管的单井实验系统,开展埋地换热器单井的换热性能实验研究。研究了不同的土壤物性、回填材料、埋管数... 埋地换热器换热性能是地源热泵设计基础,针对不同埋管方式埋地换热器建立了砂石回填单 U 型、双 U 型井埋管和混凝土回填单 U 型井埋管的单井实验系统,开展埋地换热器单井的换热性能实验研究。研究了不同的土壤物性、回填材料、埋管数量和运行工况下单井换热器换热性能。 展开更多
关键词 换热器 地下埋管 实验研究 地源热泵
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基于三维DTRT传热模型的地源热泵土壤热导率测试方法研究
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作者 邓臻鹏 年永乐 程文龙 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期259-265,共7页
为进一步提升土壤热导率测试精度和效率,基于建立的三维分布式热响应测试(DTRT)理论模型,结合粒子群算法提出一种新型土壤热导率的DTRT测试方法,并基于该方法对土壤热导率的时空变化规律进行研究。首先针对U型埋管换热器建立DTRT三维传... 为进一步提升土壤热导率测试精度和效率,基于建立的三维分布式热响应测试(DTRT)理论模型,结合粒子群算法提出一种新型土壤热导率的DTRT测试方法,并基于该方法对土壤热导率的时空变化规律进行研究。首先针对U型埋管换热器建立DTRT三维传热分析模型,然后通过建立DTRT实验平台获得流体温度数据并验证建立的传热模型,同时利用建立的模型计算分析土壤热导率、管间距和加热功率对流体温度的影响,最后基于不同时间和深度的温度数据并采用粒子群算法对土壤热导率随时间变化和空间分布规律进行研究。研究结果表明,建立的DTRT理论模型具有较高精度,流体进出口温度的平均分析误差约为0.5℃;利用不同深度的温度数据预测出的土壤热导率稳定性较好,最大偏差仅为1.49%;不同时间土壤热导率的预测结果收敛性也较好,在5和20 h下的测试结果偏差仅为4.67%。此外,土壤热导率预测结果与参考值吻合度较高,说明该文提出的方法可在短时间内对不同深度的土壤热导率进行有效预测。 展开更多
关键词 地源热泵 土壤热导率 DTRT u型埋管换热器 三维传热模型 粒子群
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竖直单U型地埋管传热模拟分析 被引量:3
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作者 成维川 郑飞 《江苏建筑》 2018年第5期114-117,共4页
针对地源热泵系统中的竖直单U型换热器的传热问题,利用FLUENT软件对其传热特性进行了稳态数值模拟。计算了管内流速,回填物导热系数,支管间距等因素对竖直单U型地埋管换热器换热性能的影响。通过数值模拟发现,管内流速过小时,地埋管换... 针对地源热泵系统中的竖直单U型换热器的传热问题,利用FLUENT软件对其传热特性进行了稳态数值模拟。计算了管内流速,回填物导热系数,支管间距等因素对竖直单U型地埋管换热器换热性能的影响。通过数值模拟发现,管内流速过小时,地埋管换热器会出现严重的热短路现象。对比分析得出管内最佳流速为0.6 m/s~0.8 m/s;进回水支管间距越大,地埋管换热器换热性能越好;回填物的导热系数是影响地埋管换热器换热性能的一个重要因素,其最佳值与管内流速和管间距有关。综合考虑上述3个因素对地埋管换热器换热性能的影响,得出了支管间距为86 mm,管内流速为0.6 m/s~0.8 m/s,回填物导热系数为土壤导热系数的1~2倍时,竖直单U型地埋管的换热性能最好的结论。 展开更多
关键词 竖直单u型地埋管 稳态传热模拟 换热性能
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土壤源热泵U型埋管换热器冻结取热过程的模拟研究 被引量:1
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作者 唐逸 杨涛 +1 位作者 耿鹏云 鄂广全 《建筑科学》 北大核心 2009年第12期80-84,100,共6页
本文针对严寒地区地下土壤温度低和供暖负荷大的特点,提出了利用土壤相变来进行取热的方法,建立了土壤源热泵U型埋管换热器周围土壤的二维非稳态传热模型,使用显热容法求解了土壤相变问题。对长春地区的模拟结果表明:系统取热功率为21.8... 本文针对严寒地区地下土壤温度低和供暖负荷大的特点,提出了利用土壤相变来进行取热的方法,建立了土壤源热泵U型埋管换热器周围土壤的二维非稳态传热模型,使用显热容法求解了土壤相变问题。对长春地区的模拟结果表明:系统取热功率为21.82 W/m;运行39 d时埋管出水温度降低到0℃以下;运行80 d以后内、外层埋管出水温度出现差值;采暖期结束时外层埋管周围土壤未发生冻结,当内层埋管半径为0.2 m时,土壤冻结深度达到了8.6 m。 展开更多
关键词 土壤源热泵 u型埋管换热器 土壤冻结
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土壤源热泵U型管非饱和土壤温度场分析 被引量:1
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作者 王梅杰 陈贵芳 杨崇豪 《华北水利水电学院学报》 2010年第4期83-85,共3页
为了使U型竖埋管传热模型更接近实际,在U型管建模时,考虑了其实际形状.对土壤建模时,把土壤进行了分层处理,把土壤看作是固态、液态、气态并存的物质,推导了各传热环节的控制方程,比较了不同温度场各因素的变化引起温度场的变化趋势.结... 为了使U型竖埋管传热模型更接近实际,在U型管建模时,考虑了其实际形状.对土壤建模时,把土壤进行了分层处理,把土壤看作是固态、液态、气态并存的物质,推导了各传热环节的控制方程,比较了不同温度场各因素的变化引起温度场的变化趋势.结果表明,非饱和土壤温度场更接近实际情况. 展开更多
关键词 u型竖埋管 土壤分层 非饱和多孔介质 ANSYS 温度场
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EED地能设计软件的工程应用分析 被引量:1
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作者 刘晓东 《天津农学院学报》 CAS 2006年第4期39-42,共4页
换热器的设计是地源热泵空调系统设计的关键。目前,在地热换热器的设计计算方面缺少系统的理论研究。本文在北京北务开发区建立了地源热泵实验系统,利用数据采集装置对系统的冬季运行数据进行实时采集,并将一种新型地能设计软件(EED)用... 换热器的设计是地源热泵空调系统设计的关键。目前,在地热换热器的设计计算方面缺少系统的理论研究。本文在北京北务开发区建立了地源热泵实验系统,利用数据采集装置对系统的冬季运行数据进行实时采集,并将一种新型地能设计软件(EED)用于该工程的设计和计算,模拟出循环液体的温度和其它设计参数。此外,本文还进行了实验数据与理论数据的比对,分析了造成数据差异的原因,为该设计软件的进一步推广和应用提供了依据。 展开更多
关键词 地源热泵 u型竖埋管换热器 地能设计软件 实验数据 对比分析
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U型热管换热器对冷凝除湿机性能影响的实验研究 被引量:1
8
作者 王莹 刘岳 +1 位作者 庞云凤 吴昊天 《冷藏技术》 2023年第1期48-52,共5页
传统冷凝除湿机因能耗较大发展受限,本文通过在冷凝除湿机上加装一组U型热管换热器,提高除湿机的除湿性能,达到节能目的。为验证改装效果分别进行预冷和再热实验,得到空气流经U型热管换热器的蒸发端与冷凝端温度变化的绝对值基本一致,说... 传统冷凝除湿机因能耗较大发展受限,本文通过在冷凝除湿机上加装一组U型热管换热器,提高除湿机的除湿性能,达到节能目的。为验证改装效果分别进行预冷和再热实验,得到空气流经U型热管换热器的蒸发端与冷凝端温度变化的绝对值基本一致,说明U型热管换热器在能耗不变的条件下可对能量进行回收并充分利用。在这一基础上本文进行不同入口空气温度下,加装U型热管换热器前、后除湿机性能影响实验,即控制入口空气温度分别为24℃、26℃、28℃、30℃、32℃、34℃,测定改装前后除湿机的除湿量,并计算单位功率除湿量。实验结果表明,能耗不变的情况下,加装U型热管换热器后的除湿机每小时除湿量提升8%,单位功率除湿量提升7.8%。 展开更多
关键词 冷凝除湿机 u型热管换热器 除湿性能影响实验
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套管式地埋管换热器设计计算方法 被引量:3
9
作者 龚光彩 陈帆 +1 位作者 苏欢 易治平 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第31期53-56,共4页
以线热源理论为基础建立套管式地埋管换热器换热的简化模型,给出基于热响应试验的套管式换热器设计计算方法。以湖南省韶山市一实际工程为实例对钻孔现场进行测试,采用该方法可计算出其综合导热系数和钻孔内总热阻。同时对该工程的另一... 以线热源理论为基础建立套管式地埋管换热器换热的简化模型,给出基于热响应试验的套管式换热器设计计算方法。以湖南省韶山市一实际工程为实例对钻孔现场进行测试,采用该方法可计算出其综合导热系数和钻孔内总热阻。同时对该工程的另一钻孔进行双U测试及计算,以此作对比分析。考察两组测试在综合导热系数、钻孔内总热阻、换热温差和换热量上的内在联系。计算结果和测试结果表明,该计算方法在套管式换热器设计上具有适用性,避开了钻孔内层层热阻的复杂计算,简化了计算过程,可为实际工程提供计算参考。 展开更多
关键词 套管式换热器 热响应实验 线热源 钻孔内热阻 u换热器
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地下U形埋管传热及土壤温度分布研究
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作者 杨小平 邓国兰 张境昌 《能源与节能》 2023年第9期20-22,224,共4页
对地源热泵系统核心组成部分的地下U形埋管的传热性能进行了深入研究。首先建立了真实的地下U形埋管换热器的模型,然后对地下U形埋管换热器在不同工况下的运行进行了模拟计算。重点研究了U形埋管入口水温、水流速度和回填土导热系数对U... 对地源热泵系统核心组成部分的地下U形埋管的传热性能进行了深入研究。首先建立了真实的地下U形埋管换热器的模型,然后对地下U形埋管换热器在不同工况下的运行进行了模拟计算。重点研究了U形埋管入口水温、水流速度和回填土导热系数对U形埋管传热和土壤温度分布的影响。结果表明:最佳水流速度应为0.6~0.8m/s;最佳回填土导热系数应比土壤导热系数大,且小于土壤导热系数的2倍;U形埋管组最佳管间距应保持在6m左右;增大入口水温、水流速度及回填土导热系数都会使土壤温度有所升高。 展开更多
关键词 地源热泵 u形埋管换热器 数值模拟 温度分布
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三维快速多极边界元法分析地埋管群传热问题
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作者 宋子欣 胡宗军 +1 位作者 胡斌 牛忠荣 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2023年第7期797-808,共12页
基于三节点三角形线性单元,为克服单元跨叶子积分难题,将三维位势问题快速多极边界元法与几乎奇异积分的半解析算法相结合,实现了三维边界元法中几乎奇异积分的准确计算,该方法适用于U型地埋管薄体结构的换热分析.在制冷、制热两种工况... 基于三节点三角形线性单元,为克服单元跨叶子积分难题,将三维位势问题快速多极边界元法与几乎奇异积分的半解析算法相结合,实现了三维边界元法中几乎奇异积分的准确计算,该方法适用于U型地埋管薄体结构的换热分析.在制冷、制热两种工况下研究了U型地埋管壁厚对换热量的影响,并进一步分析了管群间的热相互作用.计算结果显示,当管壁导热系数一定时,管壁越厚,对管内流体和土壤之间的换热影响越大.当钻孔间距一定时,管群中埋管数量越多,热干扰现象越强烈,提高管群换热量的主要措施是降低管群间热干扰.因准确计算了几乎奇异积分,三维快速多极边界元法可以有效计算薄体和厚体耦合的三维热传导问题.该文方法和分析结果可为地埋管换热器系统的工程应用提供参考. 展开更多
关键词 地埋管群换热器 几乎奇异积分 薄体 传热 快速多极边界元法
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岩土竖直温度梯度对地埋管换热器性能的影响 被引量:2
12
作者 路伟 《煤气与热力》 2020年第10期23-27,42,J0042,J0043,共8页
在考虑岩土竖直温度梯度(以下简称温度梯度)的前提下,模拟计算单U形地埋管换热器进出水温度、岩土温度、单位钻孔深度换热量的影响因素。钻孔深度一定时,温度梯度越大,地埋管换热器进出水温度整体越高。随着钻孔深度增大,表现更加明显... 在考虑岩土竖直温度梯度(以下简称温度梯度)的前提下,模拟计算单U形地埋管换热器进出水温度、岩土温度、单位钻孔深度换热量的影响因素。钻孔深度一定时,温度梯度越大,地埋管换热器进出水温度整体越高。随着钻孔深度增大,表现更加明显。考虑岩土竖直方向上的温度梯度,对实际工程有利。温度梯度一定时,钻孔深度越大,地埋管换热器进出水温度整体越高。随着温度梯度增大,表现更加明显。增加钻孔深度对实际工程有利,但应结合项目经济性评估结果确定。在钻孔深度150 m、温度梯度0.03℃/m条件下,运行结束时(模拟运行时间为2880 h)钻孔底部的岩土温度最大为16.22℃,这比不考虑温度梯度时高4.37℃。当钻孔深度一定时,单位钻孔深度换热量随温度梯度的增大而增大。 展开更多
关键词 u形地埋管换热器 岩土竖直温度梯度 单位钻孔深度换热量
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Experimental study on heat exchange of several types of exchangers
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作者 周志华 赵振华 于洋 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2009年第S1期204-208,共5页
Aiming at the ground-coupled source heat pump that possesses the shortcomings of occupying larger land,this article studies the heat exchanged of heat exchanger in piling,and compares it with common heat exchangers bu... Aiming at the ground-coupled source heat pump that possesses the shortcomings of occupying larger land,this article studies the heat exchanged of heat exchanger in piling,and compares it with common heat exchangers buried directly. The result indicates that the heat exchanger makes the best use of structure of building,saves land,reduces the construction cost,and the heat exchanged is obviously more than exchangers buried directly. In winter condition,when W-shape pipe heat exchanger in pile foundation is 50 m deep and diameter is 800 mm,it transfers 1.2-1.3 times as large as the one of single U-shape buried directly at the flow rate of 0.6 m/s,whose borehole diameter is 300 mm. And in summer condition it does about 2.0-2.3 times as that of U-shape one. 展开更多
关键词 ground-coupled source heat pump heat exchanger in PILE FOuNDATION single u-shape pipe heat exchanger BuRIED directly heat exchange
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土壤源空调系统全年运行设计与计算分析 被引量:2
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作者 谢晓娜 刘晓华 江亿 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1218-1224,共7页
采用贝塞尔函数求解了U型埋地换热器在稳态和正弦波边界下的解析解,可计算给定全年动态负荷下埋地换热器内流体温度,并据此判断埋地换热器的设计能否满足建筑物的要求。给出了在不同因素影响下流体全年最高温度和最低温度与U型管单位长... 采用贝塞尔函数求解了U型埋地换热器在稳态和正弦波边界下的解析解,可计算给定全年动态负荷下埋地换热器内流体温度,并据此判断埋地换热器的设计能否满足建筑物的要求。给出了在不同因素影响下流体全年最高温度和最低温度与U型管单位长度设计取冷(热)量的关系曲线,可用于指导U型埋地换热器的设计。得到了建筑物全年累计耗热量和耗冷量、最大热负荷和冷负荷应满足的关系,可用于指导建筑物冷热源方案的搭配。 展开更多
关键词 土壤源系统 u型埋地换热器 传热模型 全年热平衡
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