密集型桩埋换热器管群周围土壤换热特性的数值模拟 被引量：24

1

作者 赵军 王华军 《暖通空调》 北大核心 2006年第2期11-14,共4页

以一实际地源热泵系统为例,在全年逐时负荷计算的基础上,对大面积密集型桩埋换热器管群周围土壤的换热特性进行了数值模拟。提出了土壤换热中热屏障的概念,并分析了热屏障的形成原因及其特性,即形状不规则、动态变化和危害性。长期运行... 以一实际地源热泵系统为例,在全年逐时负荷计算的基础上,对大面积密集型桩埋换热器管群周围土壤的换热特性进行了数值模拟。提出了土壤换热中热屏障的概念,并分析了热屏障的形成原因及其特性,即形状不规则、动态变化和危害性。长期运行中,热屏障带的温度增长速率要高于土壤平均温度的增长,建议从负荷平衡和热屏障两个角度进行分析,以保证地源热泵系统稳定可靠的运行。 展开更多

关键词 地源热泵 埋地换热器 管群特性 热屏障 数值模拟

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地下水流动对垂直埋管换热器土壤温度场分布的影响 被引量：10

2

作者 程金明 刘阳 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2798-2803,共6页

为确定地下水渗流对地下埋管换热器周围土壤温度场的影响,基于内热源法建立热渗耦合作用下的数学模型,利用传热模拟得到换热器周围土壤温度场分布,结果表明地下水流动对原温度场影响明显,而且地下水流速越大影响越大。

关键词 土壤源热泵 内热源 地下水渗流 管群 土壤温度场

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地源热泵系统长期稳定性及运行策略案例研究

3

作者 郭红仙 王天麟 +5 位作者 程晓辉 关文 赵勇 杨军 李建民 刘征 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期801-809,共9页

北京某住宅小区设有412个钻孔埋管换热器,自2014年冬季开始采用地源热泵系统为小区内的高层住宅和联排别墅供暖制冷。至2020年11月,埋管区域的地温已从最初的14.78℃降至13.00℃,而且系统在冬季的稳定运行也存在一定风险。该文整理此系... 北京某住宅小区设有412个钻孔埋管换热器,自2014年冬季开始采用地源热泵系统为小区内的高层住宅和联排别墅供暖制冷。至2020年11月,埋管区域的地温已从最初的14.78℃降至13.00℃,而且系统在冬季的稳定运行也存在一定风险。该文整理此系统2014—2020年的运行数据,对地源端供回水温度、冷热负荷及系统运行效率进行分析。在利用单孔3-D有限元模型获得土层综合热物性参数后,基于所建立的群孔2-D有限元模型,结合系统冷热负荷特征及地源端换热能力,综合考虑地温变化、运行中的停机状况、地源端供水温度及系统取/排热量等几个方面,对系统的长期稳定性进行评估和预测。结合小区复合供暖系统的特点,对3种运行策略(冬季停机1个季度、增大夏季用量和冬季采用燃气锅炉调峰)进行比较,结果表明采用燃气锅炉调峰是目前最合适的应对地温降低和冬季运行不稳定的措施。 展开更多

关键词 地源热泵系统 埋管换热器 热不平衡率 管群 运行策略 长期稳定性

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阵列式U形地埋管群换热能效特性研究 被引量：3

4

作者 於仲义 陈焰华 雷建平 《暖通空调》 北大核心 2015年第2期124-128,共5页

针对地埋管群敷设过程中需要解决的优化布局问题,引入了管群综合换热能效系数和热堆积系数,利用瞬态三维数值模型对地埋管群传热过程进行了动态模拟,研究了地埋管阵列间距、分块规模和阵列形式对管群综合换热能效系数和热堆积系数的影... 针对地埋管群敷设过程中需要解决的优化布局问题,引入了管群综合换热能效系数和热堆积系数,利用瞬态三维数值模型对地埋管群传热过程进行了动态模拟,研究了地埋管阵列间距、分块规模和阵列形式对管群综合换热能效系数和热堆积系数的影响。结果显示,加大管间距可增加高效持续换热时间,采用较小的分块规模能有效实现岩土体热平衡,长方形、L形埋管阵列相对于正方形阵列有利于增强换热效果。 展开更多

关键词 地埋管群 综合换热能效系数 热堆积系数 阵列间距 分块规模 阵列形式 地源热泵

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热渗耦合下的地埋管换热器管群排列方法研究 被引量：4

5

作者 杨刚杰 郭民 《可再生能源》 CAS 北大核心 2014年第8期1182-1187,共6页

为了确定地源热泵工程中地埋管换热器管群的最优排列方法和管间距,建立了热渗耦合下的地埋管换热器管群三维传热模型。利用Fluent软件通过数值方法模拟了不同排列方法、不同管间距下的换热器出水口温度,着重研究了存在地下水渗流时管群... 为了确定地源热泵工程中地埋管换热器管群的最优排列方法和管间距,建立了热渗耦合下的地埋管换热器管群三维传热模型。利用Fluent软件通过数值方法模拟了不同排列方法、不同管间距下的换热器出水口温度,着重研究了存在地下水渗流时管群排列方法对换热能力的影响,并且提出了管群单位面积换热量这一评价指标。研究结果表明,叉排管群的换热能力要高于顺排管群,地下水的渗流作用使之更加明显。无论是叉排还是顺排,管群的换热能力都和地下水渗流方向密切相关。 展开更多

关键词 地埋管换热器 管群 地下水渗流 顺排 叉排

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多年冻土区隧道浅埋段热棒群防护技术

6

作者 李奋 武小鹏 刘锟 《低温建筑技术》 2023年第3期114-118,共5页

文中以姜路岭隧道为依托,通过对多年冻土区隧道浅埋段热棒群主动热防护实体工程的设计、地温监测分析及跟踪调查,得出热棒群的应用抬升了隧道洞顶冻土上限、形成了冻土隔水层、缩短了隧道围岩冻融圈回冻时间、有效防止了隧道洞口浅埋段... 文中以姜路岭隧道为依托,通过对多年冻土区隧道浅埋段热棒群主动热防护实体工程的设计、地温监测分析及跟踪调查,得出热棒群的应用抬升了隧道洞顶冻土上限、形成了冻土隔水层、缩短了隧道围岩冻融圈回冻时间、有效防止了隧道洞口浅埋段病害的产生和发展,为多年冻土区隧道浅埋段同类工程的病害预防及治理提供了参考. 展开更多

关键词 多年冻土 隧道浅埋段 热棒群 防护技术

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地下水渗流对地埋管管群周围土壤温度的影响 被引量：3

7

作者 高月芬 杨孟亮 杭阳 《区域供热》 2021年第4期71-77,94,共8页

地下水渗流能够增强地埋管与土壤之间的换热,为研究地下水渗流对土壤温度的影响,建立二维热渗耦合传热模型。通过数值模拟的方法研究了渗流速度、管群布置形式、渗流方向对地埋管周围土壤温度的影响。研究结果表明:1)地下水渗流能够使... 地下水渗流能够增强地埋管与土壤之间的换热,为研究地下水渗流对土壤温度的影响,建立二维热渗耦合传热模型。通过数值模拟的方法研究了渗流速度、管群布置形式、渗流方向对地埋管周围土壤温度的影响。研究结果表明:1)地下水渗流能够使沿着渗流方向的热量拉伸和垂直于渗流方向的热量压缩,且不同渗流速度对其影响程度是不同的;2)存在渗流时,形式2中土壤温度比形式1低,说明减少沿着渗流方向的布管有利于地埋管与土壤之间的换热;3)渗流方向角在52.5°时地埋管周围的土壤平均温度最低,表明此时地埋管与土壤之间的换热效果最好。 展开更多

关键词 地埋管 换热 地下水 渗流:速度 方向 管群布置

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太阳能-地源热泵系统双地埋管群利用方式研究 被引量：7

8

作者 王恩宇 沈云祥 +1 位作者 陈宇朴 齐承英 《热科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期103-109,共7页

以天津地区一项太阳能地源热泵系统工程实例为研究对象,针对其太阳能储热利用率较低的问题提出了将其两个地埋管群互通互联的解决方案。通过对每个系统进行20年的模拟预测,发现采用了互通互联的两个系统储热利用率较原系统有所增加,系统... 以天津地区一项太阳能地源热泵系统工程实例为研究对象,针对其太阳能储热利用率较低的问题提出了将其两个地埋管群互通互联的解决方案。通过对每个系统进行20年的模拟预测,发现采用了互通互联的两个系统储热利用率较原系统有所增加,系统COP得到了提升。双机组双地埋管群系统运行20年的平均COP可达3.54,单机组双地埋管群系统运行20年的平均COP可达3.36,分别比双机组独立地埋管群系统提高7.9%和2.4%。双地埋管群的改造方案的优越性明显,为太阳能地源热泵系统的应用提供借鉴。 展开更多

关键词 太阳能 地源热泵 地埋管群 储热 TRNSYS

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竖进平出型地埋管群换热器结构与控制优化

9

作者 马培发 张杰 +1 位作者 于春雨 汪浩瀚 《发电技术》 CSCD 2024年第3期478-485,共8页

【目的】为提高浅层地热能利用效率,亟须对影响地源热泵系统性能的地埋管换热器结构和控制开展优化设计。【方法】建立了一种竖进平出型地埋管群换热器模型,研究其换热系统性能,探究其最佳结构及运行方式。【结果】管群布置横纵比越低,... 【目的】为提高浅层地热能利用效率,亟须对影响地源热泵系统性能的地埋管换热器结构和控制开展优化设计。【方法】建立了一种竖进平出型地埋管群换热器模型,研究其换热系统性能,探究其最佳结构及运行方式。【结果】管群布置横纵比越低,单位面积换热量越大,横纵比超过0.15后对系统影响较小;换热器间距越小,土壤利用率越高,但热短路损失越大;双列双出型埋管每延米换热量相较于双列单出型结构提升7%以上;负荷较大工况下叉排布置结构的换热效果更好;整个夏季优化结构的平均出口温度下降2.28℃,换热器周围土壤温度下降1℃以上;实际运行过程中应优先考虑采用流速随负荷变化控制模式。【结论】研究结果可为地源热泵换热器的设计、制造提供理论依据。 展开更多

关键词 地源热泵 地埋管群 换热器 热短路 控制模式

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武汉某工程水源热泵系统关键技术的设计与应用 被引量：4

10

作者 唐红 张绪庆 +2 位作者 吴舒畅 朱典 张雄 《暖通空调》 2018年第10期42-46,7,共6页

为利用武汉地区丰富的地热资源和夏热冬冷的气候条件,武汉某项目采用了水源热泵集中空调系统。介绍了工程概况与抽水回灌试验。运用Modflow软件对井群系统进行了建模分析,结合抽水回灌试验归纳总结了地下水渗流场规律。根据模拟结果和... 为利用武汉地区丰富的地热资源和夏热冬冷的气候条件,武汉某项目采用了水源热泵集中空调系统。介绍了工程概况与抽水回灌试验。运用Modflow软件对井群系统进行了建模分析,结合抽水回灌试验归纳总结了地下水渗流场规律。根据模拟结果和试验中发现的问题,改进后采用两管式抽灌两用井和基于三维有限差分模拟试验的井群定位布置施工方法,形成了一套科学合理、便于施工和管理的地下水取用和回灌工法。该工法在武汉某项目中成功实施,近几年运行稳定,运行费用大大降低。 展开更多

关键词 水源热泵 数值分析 两管式抽灌两用井 井群定位 运行费用

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地埋管地源热泵系统二维和三维管群换热模型的对比分析 被引量：3

11

作者 贾亚北 王勇 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期311-316,321,共7页

以实际工程为研究对象,分别建立垂直U型地埋管管群的二维和三维非稳态传热模型.以Fluent作为计算工具,进行系统运行15年的换热耦合计算,得到不同换热条件下的土壤温度变化曲线.以三维模型数值计算结果为对比条件,以拟合优度为参照参数,... 以实际工程为研究对象,分别建立垂直U型地埋管管群的二维和三维非稳态传热模型.以Fluent作为计算工具,进行系统运行15年的换热耦合计算,得到不同换热条件下的土壤温度变化曲线.以三维模型数值计算结果为对比条件,以拟合优度为参照参数,对二维传热模型的应用条件进行了分析. 展开更多

关键词 地埋管地源热泵 管群换热器 三维计算模型 二维计算模型

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竖进平出型地埋管群设计及换热特性研究 被引量：1

12

作者 张杰 马培发 +1 位作者 莫丽 赵萌 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2734-2741,共8页

融合水平和竖直埋管换热器结构优点,设计了一种竖进平出型地埋管群增强换热系统,以成都某实验室为例建立浅层地热利用系统模型,研究负荷工况下其换热性能,探究了管间距、流量、土壤性质、环境温度、运行模式、地下水渗流对系统换热性能... 融合水平和竖直埋管换热器结构优点,设计了一种竖进平出型地埋管群增强换热系统,以成都某实验室为例建立浅层地热利用系统模型,研究负荷工况下其换热性能,探究了管间距、流量、土壤性质、环境温度、运行模式、地下水渗流对系统换热性能的影响。结果表明:相较于传统埋管结构,竖进平出埋地管群换热性能可提升65%以上;增大土壤利用率和减小热影响是影响强化换热的关键因素;间歇运行有利于提升系统换热量;浅层热泵系统受环境影响较大,夏季环境温度增加5◦C系统换热量下降约20%;当回填材料导热系数从1.2 W·m^(−1)·K^(−1)增至2.4 W·m^(−1)·K^(−1)时,系统换热量提高32%;系统换热量随渗流速度增大而增大,横向渗流方向换热量小于纵向,且相较于无渗流情况换热量分别提高14.8%和22.4%。 展开更多

关键词 地源热泵 竖进平出 埋地管群 强化换热

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地源热泵地下管群换热器设计施工技术点滴 被引量：2

13

作者 王勇 龙恩深 +1 位作者 韦强 陈金华 《暖通空调》 北大核心 2004年第11期118-121,共4页

介绍了地源热泵地下管群换热器的常用型式 ,对 8kW地源热泵系统的地下管群换热器的设计、施工方法、系统的初投资和运行情况进行了详细分析和讨论。

关键词 地下 下管 地源热泵系统 设计施工 初投资 施工方法 换热器 型式 运行情况

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地埋管群换热冷热负荷比和布置形式的影响 被引量：1

14

作者 刘斯佳 张山 刁乃仁 《煤气与热力》 2019年第2期20-24,共5页

给出竖直地埋管群换热的简化假设及传热模型。以钻孔之间的间距为5 m,埋管深度为100 m,25 m×25 m方形地埋管群布置为例,从第1年夏季开始运行,运行10 a后夏季结束,夏季和冬季分别运行90 d,运行期间机组每天运行24 h,分别模拟冬季单... 给出竖直地埋管群换热的简化假设及传热模型。以钻孔之间的间距为5 m,埋管深度为100 m,25 m×25 m方形地埋管群布置为例,从第1年夏季开始运行,运行10 a后夏季结束,夏季和冬季分别运行90 d,运行期间机组每天运行24 h,分别模拟冬季单位长度换热量为30 W/m、夏季单位长度换热量为50 W/m时,冷热负荷比分别为1. 5∶1、2. 0∶1、2. 5∶1时,以及不同的管群布置形式(不同的体形系数)条件下,地下温度场的变化。冬季单位长度换热量为30 W/m,夏季单位长度换热量为50 W/m时,地埋管群区域最高温度超过35℃,平均温度约为24℃左右,钻孔处的平均温度约为38℃,高于标准空调工况的冷却水温度范围,影响换热。随着冷热负荷比的增大,地埋管群区域热量累积越多,负荷热不平衡性表现越明显,越不利于地埋管换热。4种布置形式中,体形系数越小,地埋管群区域的温度升高速度和幅度越大,地下热量堆积越严重。 展开更多

关键词 地源热泵 冷热负荷比 地埋管群 管群布置形式 体形系数

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