三下一上巖土換熱器換熱性能研究.pdf

1、地源熱泵作為一項(xiàng)利用可再生能源、保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展技術(shù)，在大力倡導(dǎo)節(jié)能減排發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的今天，日益受到了人們的青睞。地埋管換熱器對(duì)地源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能性有著十分重要的影響，如何提高地埋管換熱性能是當(dāng)前地源熱泵研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。
　　本文計(jì)算分析了單U地埋管換熱器的各項(xiàng)熱阻，發(fā)現(xiàn)鉆孔內(nèi)熱阻在總熱阻中占有很大的比重，把降低孔內(nèi)熱阻作為突破的方向，并以增加單位孔深各換熱體間的接觸面積為技術(shù)手段強(qiáng)化鉆孔內(nèi)換熱。分析了出水管熱損失機(jī)理，論

2、證了對(duì)出水管保溫以及減少出水管截面積是降低出水管熱損失的有效技術(shù)措施。分析總結(jié)了常規(guī)垂直巖土換熱器的特點(diǎn)，提出了兩種布置方式的三下一上巖土換熱器，并對(duì)其進(jìn)行了對(duì)比，最終確定了一種布置方式作為研究對(duì)象。
　　本文推導(dǎo)了三下一上巖土換熱器孔內(nèi)熱阻的計(jì)算公式，計(jì)算對(duì)比了三種換熱器的熱阻，發(fā)現(xiàn)三下一上巖土換熱器的熱阻明顯低于單U、雙U換熱器。建立了三下一上換熱器的理論模型與數(shù)值模型,并對(duì)數(shù)值模型進(jìn)行了驗(yàn)證與分析，數(shù)值解與實(shí)測(cè)值吻合較好。<

3、br>　　搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)比了三種換熱器的換熱性能，并翔實(shí)地總結(jié)了地埋管換熱系統(tǒng)施工技術(shù)。實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)流速在0.4～0.86m/s范圍內(nèi)變化,對(duì)三下一上巖土換熱器換熱性能沒(méi)有明顯的影響，當(dāng)流速降到0.2m/s時(shí),換熱性能變化較大；三下一上換熱器的換熱性能優(yōu)于雙U、單U的換熱性能，本次實(shí)驗(yàn)中，相對(duì)于單U、雙U換熱器，三下一上換熱器單位孔深換熱量分別提高了25.01％、9.12%；設(shè)備自動(dòng)停機(jī)十分有利于換熱性能的提高；地埋

4、管在適當(dāng)大小的負(fù)荷下能夠較長(zhǎng)時(shí)間以節(jié)能狀態(tài)運(yùn)行。
　　通過(guò)數(shù)值模擬研究了主要影響因素對(duì)三下一上巖土換熱器的影響，研究表明：在40～100m范圍內(nèi)增加鉆孔深度，單位孔深換熱量變化很小，單個(gè)鉆孔總的換熱量明顯增大；增大支管間距，可以一定程度上提高換熱性能；當(dāng)管壁導(dǎo)熱系數(shù)小于0.45W/(m.k)時(shí),增大管壁導(dǎo)熱系數(shù)，可以明顯提高換熱性能;當(dāng)管壁導(dǎo)熱系數(shù)大于0.45W/(m.k)時(shí),增大管壁導(dǎo)熱系數(shù),不會(huì)明顯提高換熱性能；地埋管管徑對(duì)三