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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竖直U型管地热换热器的准三维传热模型 被引量：47

3

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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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

4

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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基于线热源模型的地下岩土热物性测试方法 被引量：70

5

作者 于明志 彭晓峰 +1 位作者 方肇洪 李晓东 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期279-283,共5页

提出了一种用于竖直埋管与周围岩土的传热分析模型。该方法回避了其它模型对钻孔中埋管的具体位置、上升管和下降管之间的距离以及埋管和回填材料的物性等参数的要求,从而可以消除上述参数测量带来的误差。在现场钻孔,埋设U型埋管,通过... 提出了一种用于竖直埋管与周围岩土的传热分析模型。该方法回避了其它模型对钻孔中埋管的具体位置、上升管和下降管之间的距离以及埋管和回填材料的物性等参数的要求,从而可以消除上述参数测量带来的误差。在现场钻孔,埋设U型埋管,通过测量施加的加热功率、埋管中循环水流量、埋管出入口水温随时间变化,利用该模型并结合最优化估计方法,确定了某地源热泵空调系统工地地下岩土的热物性参数,检验证实了该方法的实用性和可靠性。 展开更多

关键词 传热模型 测量 岩土 热物性参数

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地热换热器间歇运行工况分析 被引量：34

6

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

7

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

8

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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有渗流时地热换热器温度响应的解析解 被引量：49

9

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

10

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

11

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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土壤冻结对地热换热器传热的影响 被引量：25

12

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

13

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

14

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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竖直埋管地热换热器钻孔内的传热分析 被引量：29

15

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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竖直埋管地热换热器钻孔内的热阻 被引量：14

16

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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冷凝器换热模型与仿真 被引量：16

17

作者 周伟 曲云霞 方肇洪 《山东建筑工程学院学报》 2003年第1期18-22,共5页

提出了水—水热泵机组冷凝器的稳态仿真模型 ;根据制冷剂的三种可能的存在状态将冷凝器的换热分为三个串联换热器的换热。针对一新型复合套管冷凝器编制了稳态传热仿真程序 ,利用该仿真程序分析讨论了冷却水入口温度和流量对冷凝器传热... 提出了水—水热泵机组冷凝器的稳态仿真模型 ;根据制冷剂的三种可能的存在状态将冷凝器的换热分为三个串联换热器的换热。针对一新型复合套管冷凝器编制了稳态传热仿真程序 ,利用该仿真程序分析讨论了冷却水入口温度和流量对冷凝器传热性能的影响。该仿真程序可模拟计算出冷凝器内温度分布和换热量 ,也可根据给定的设计工况确定换热面积 。 展开更多

关键词 冷凝器 制冷 热泵 传热 仿真 系统匹配 制冷机 空调系统

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地热换热器的传热分析 被引量：21

18

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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竖直U型埋地换热器两支管间热量回流的分析 被引量：16

19

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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美国开式回路地源热泵利用地下水的若干规定 被引量：5

20

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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