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地源热泵竖直埋管的有限长线热源模型 被引量：55
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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U型管地热换热器中介质轴向温度的数学模型 被引量：60
2
作者 曾和义 方肇洪 《山东建筑工程学院学报》 2002年第1期7-11,共5页
基于能量平衡原理 ,经过分析与推导 ,得出了流体在U型埋管换热器流动过程中无量纲温度沿无量纲深度变化的关系式。根据埋管换热器的入口温度 ,能更为精确地求出流体的出口温度 ,为进一步分析影响地热换热器性能的因素提供了条件。
关键词 地源热泵 U型埋管 地热换热器 中介质 温度 数学模型
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垂直埋管地源热泵的圆柱面传热模型及简化计算 被引量：39
3
作者 柳晓雷 王德林 方肇洪 《山东建筑工程学院学报》 2001年第1期47-51,共5页
讨论了垂直埋管地源热泵地热换热器的传热模型 ,采用拉普拉斯变换法 ,给出了一维圆柱面模型的解析解。将该解析解与目前常用的线源模型解做了比较 ,指明当傅里叶数较大时 ,线热源的解趋向于圆柱孔的解 ,可以较好的模拟地下传热过程 ,而... 讨论了垂直埋管地源热泵地热换热器的传热模型 ,采用拉普拉斯变换法 ,给出了一维圆柱面模型的解析解。将该解析解与目前常用的线源模型解做了比较 ,指明当傅里叶数较大时 ,线热源的解趋向于圆柱孔的解 ,可以较好的模拟地下传热过程 ,而在傅里叶数较小时 ,线源模型解相比于圆柱模型解 ,有一定的时间延迟 ,误差较大 ;与常热流半无限大平壁解的比较 ,得到了小傅里叶数时该解析解的近似公式 ,该近似公式适用于工程应用 ,算法简单可靠。 展开更多
关键词 地源热泵 地热换热器 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
4
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
5
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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现场测量深层岩土热物性方法 被引量：58
6
作者 于明志 方肇洪 等 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期354-356,共3页
地下岩土的热物性参数是地源热泵地热换热器的设计中所需要的很重要的参数。热物性参数的大小对钻孔的数量及钻孔的深度具有显著的影响，进而影响地源热泵系统的初投资。为了能够在现场测量地下岩土的热物性参数，本文利用一套现场测量... 地下岩土的热物性参数是地源热泵地热换热器的设计中所需要的很重要的参数。热物性参数的大小对钻孔的数量及钻孔的深度具有显著的影响，进而影响地源热泵系统的初投资。为了能够在现场测量地下岩土的热物性参数，本文利用一套现场测量设备测量了对地下埋管回路施加的热流与回路中循环水温度随时间的变化，并利用参数估计方法确定地下岩土的热物性参数。 展开更多
关键词 地热 换热器 岩土 热物性参数 测量方法 现场测量
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双U型埋管地热换热器的传热模型 被引量：38
7
作者 曾和义 方肇洪 《山东建筑工程学院学报》 2003年第1期11-17,共7页
合理地分析地热换热器中的传热过程是保证地源热泵空调系统经济可靠地运行和降低其初投资的要求 ,因而确定钻孔内热阻对于设计地源热泵空调系统中的地热换热器具有重要的意义。本文采用准三维模型对于对称布置的双U型埋管地热换热器钻... 合理地分析地热换热器中的传热过程是保证地源热泵空调系统经济可靠地运行和降低其初投资的要求 ,因而确定钻孔内热阻对于设计地源热泵空调系统中的地热换热器具有重要的意义。本文采用准三维模型对于对称布置的双U型埋管地热换热器钻孔内的传热情况进行了分析研究。在考虑各支管间的“热短路”的条件下 ,导出了循环流体在各个支管内沿钻孔深度方向上温度变化的解析表达式 ,进而确定了双U型埋管地热换热器钻孔内的热阻。 展开更多
关键词 传热模型 地源热泵 地热换热器 热阻 空调系统
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土壤冻结对地热换热器传热的影响 被引量：25
8
作者 于明志 方肇洪 李明钧 《山东建筑工程学院学报》 2001年第1期42-46,共5页
研究了土壤冻结对地源热泵系统中的地热换热器与其周围土壤的热交换过程的影响。探讨了土壤水分含量、斯蒂芬数、土壤初始温度 (即地温 )等对周围土壤温度分布、冻结锋面发展等的影响 ,并与不考虑土壤冻结情况作了对比分析。当考虑土壤... 研究了土壤冻结对地源热泵系统中的地热换热器与其周围土壤的热交换过程的影响。探讨了土壤水分含量、斯蒂芬数、土壤初始温度 (即地温 )等对周围土壤温度分布、冻结锋面发展等的影响 ,并与不考虑土壤冻结情况作了对比分析。当考虑土壤中水分冻结时 ,由于冻结时放出大量的潜热 ,且冰的导热系数大 ,因此计算出地下埋管周围的土壤平均温度高 ,传热热阻小 ,设计的地热换热器规模可以变小 ,亦即可以减小钻孔的深度或钻孔的数量 ,从而可以减小地源热泵系统的初投资。另外也扩大了地下回路中防冻液的选择范围。当土壤含湿量大、土壤初始温度高时 ,对于系统的设计与运行是有利的。 展开更多
关键词 相变传热 地源热泵 地热换热器 土壤 冻结
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竖直埋管地热换热器的稳态温度场分析 被引量：25
9
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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现场测试地下岩土平均热物性参数方法 被引量：34
10
作者 于明志 方肇洪 《热能动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期489-492,共4页
平均热物性参数的大小对钻孔的数量及钻孔的深度具有显著的影响 ,进而影响地源热泵系统的初投资。为了能够在现场测量地下岩土的平均热物性参数 ,利用一套现场测量设备测量了对地下埋管回路施加的热流与回路中循环水温度随时间的变化 ,... 平均热物性参数的大小对钻孔的数量及钻孔的深度具有显著的影响 ,进而影响地源热泵系统的初投资。为了能够在现场测量地下岩土的平均热物性参数 ,利用一套现场测量设备测量了对地下埋管回路施加的热流与回路中循环水温度随时间的变化 ,使用自行开发的软件 ,采用参数估计方法 。 展开更多
关键词 现场测试 地下岩土 平均热物性 参数方法 地热换热器 测量方法 热泵
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地热能供热技术研究现状及展望 被引量：44
11
作者 王沣浩 蔡皖龙 +4 位作者 王铭 高远 刘俊 王志华 徐晗 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期14-22,共9页
地热能因具有稳定、储量大、分布广泛等特点,在建筑供热领域得到广泛应用。本文从地热能供热技术分类出发,详细阐述了浅层地源热泵技术、水热型供热技术及中深层地埋管供热技术的基本概念、发展沿革及应用现状。通过对现有报道的地热能... 地热能因具有稳定、储量大、分布广泛等特点,在建筑供热领域得到广泛应用。本文从地热能供热技术分类出发,详细阐述了浅层地源热泵技术、水热型供热技术及中深层地埋管供热技术的基本概念、发展沿革及应用现状。通过对现有报道的地热能供热技术研究方向和相关成果进行总结,从运行机理和应用实践角度出发,对该领域技术发展做出展望。未来地热能供热技术领域研究方向主要包括大型浅层地埋管管群热平衡分析、水热型供热高效回灌技术研究及中深层地埋管管群换热性能评估等。 展开更多
关键词 地热热泵 供热技术 地埋管换热器 热平衡 性能优化
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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
12
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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竖直埋管地热换热器钻孔内的热阻 被引量：14
13
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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地下水流动对地下埋管换热器影响的实验研究 被引量：29
14
作者 范蕊 马最良 +1 位作者 姚杨 李斌 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期874-880,共7页
为确定地下水渗流对竖直地下埋管换热器的影响,该文从实验角度出发,分别对无渗流土壤、饱和土壤中地下埋管换热器热负荷对其周边土壤温度场的影响,有渗流土壤中地下水流速、土壤初始温度以及埋管热负荷对土壤温度场的影响进行了实验,从... 为确定地下水渗流对竖直地下埋管换热器的影响,该文从实验角度出发,分别对无渗流土壤、饱和土壤中地下埋管换热器热负荷对其周边土壤温度场的影响,有渗流土壤中地下水流速、土壤初始温度以及埋管热负荷对土壤温度场的影响进行了实验,从而得出在夏热冬冷地区或亚热带地区应用土壤源热泵时,宜采用冷却塔-土壤源热泵混合系统形式或将地下埋管换热器埋设在地下水流速较大地区,以期土壤源热泵的长期良好运行。 展开更多
关键词 地下水流动 地下埋管换热器 实验研究
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地下水流动对地下管群换热器传热的影响分析 被引量：25
15
作者 范蕊 马最良 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1155-1162,共8页
为确定地下水渗流对土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统中竖直地下管群换热器的影响,该文基于热渗耦合作用下的数学模型,采用整体求解方法求得冬、夏季工况下管内流体、地下埋管换热器及周围土壤的温度场数值解,从而分析了地下水渗流对其... 为确定地下水渗流对土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统中竖直地下管群换热器的影响,该文基于热渗耦合作用下的数学模型,采用整体求解方法求得冬、夏季工况下管内流体、地下埋管换热器及周围土壤的温度场数值解,从而分析了地下水渗流对其传热过程的影响,结果表明地下水运动对原温度场的影响明显,而且越高的地下水流速影响越大。 展开更多
关键词 土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统 地下埋管换热器 热渗耦合 数值分析
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垂直埋管地热换热器的传热模型与计算 被引量：17
16
作者 柳晓雷 王德林 方肇洪 《建筑热能通风空调》 2001年第2期1-3,共3页
讨论垂直埋管地源热泵地热换热器的传热模型 ,给出了一维圆柱面模型的解析解。将该解析解与目前常用的线源模型解做了比较 ,指明了线源模型的适用条件 ;与常热流半无限大平壁解的比较 ,得到了小傅里叶数时该解析解的近似公式。
关键词 地源 热泵 地热换热器 传热模型 垂直埋管
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地源热泵地下环路的设计方法 被引量：13
17
作者 曲云霞 张林华 +1 位作者 方肇洪 李安桂 《流体机械》 CSCD 2002年第9期50-52,37,共4页
介绍了地热换热器的形式 ,提出了竖直埋管地热换热器的设计方法及地下环路循环泵的选择方法。
关键词 地源热泵 设计方法 闭式环路 地热换热器 竖直埋管 水平埋管 地下埋管
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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
18
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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长沙浅层地热能资源调查与评价 被引量：22
19
作者 龙西亭 袁瑞强 +2 位作者 皮建高 孙锡良 刘长明 《自然资源学报》 CSSCI CSCD 北大核心 2016年第1期163-176,共14页
浅层地热能属于清洁能源,其开发利用在我国处于起步阶段。基于大量的野外调查与试验,对长沙浅层地热能开发进行适宜性评价,估算了浅层地热能热容量、可利用资源量以及开发潜力,讨论了其经济、环境效益。实测长沙浅层地温梯度介于0.69℃/... 浅层地热能属于清洁能源,其开发利用在我国处于起步阶段。基于大量的野外调查与试验,对长沙浅层地热能开发进行适宜性评价,估算了浅层地热能热容量、可利用资源量以及开发潜力,讨论了其经济、环境效益。实测长沙浅层地温梯度介于0.69℃/100 m^1.98℃/100m,平均为1.40℃/100 m。浅层地热能总热容量约3.34×1014k J/℃,可利用资源量达3.55×1014k J/a。研究区第四系松散岩类沉积物厚度较薄,对浅层地热能储量几乎没有影响。长沙适宜选择地埋管地源热泵系统开发浅层地热能,其适宜区面积占62.6%,较适宜区占33.9%。地埋管地源热泵系统冬、夏季换热功率分别为1.25×107和1.66×107k W,开发潜力分别为(4.22±0.31)×105m2/km2和(3.82±0.17)×105m2/km2。据估算,浅层地热能开发可为长沙节省标准煤1.21×107t/a,减少CO2排放约2.89×107t/a,并减轻大气污染。发展浅层地热能有利于实现节能减排目标,为长沙的可持续发展提供保障。 展开更多
关键词 浅层地热能 现场热响应试验 地源热泵 适宜性分区 换热功率 长沙
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地下水渗流对地埋管传热影响的理论分析 被引量：19
20
作者 蔡晶晶 陈汝东 王健 《流体机械》 CSCD 北大核心 2009年第12期62-67,18,共7页
根据有渗流时无限大介质中线热源温度响应的解析解,讨论了在不同地下水流速和土壤热物性条件下,地下水渗流对地埋管与周围土壤的换热影响;并介绍了在地埋管换热器设计中,选择Pe数作为是否应考虑地下水渗流因素的判别条件。
关键词 地埋管 地下水渗流 土壤温度场 Pe数
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