樁基螺旋管式換熱器傳熱特性數(shù)值模擬.pdf

1、樁基螺旋埋管換熱器作為地源熱泵系統(tǒng)一種新的地下埋管換熱類型,它不僅具有傳統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)的諸多優(yōu)點(diǎn),而且還大大緩解了土壤源熱泵系統(tǒng)由于鉆孔多而造成的初投資過高、占地面積較大等問題[1]。所以,掌握樁基螺旋埋管換熱器的換熱性能、得到土壤源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)就具有重要意義。
　　到目前為止,樁基螺旋埋管的換熱性能以及設(shè)計(jì)參數(shù)還十分缺少。在此背景下,本文建立樁基螺旋埋管換熱器的三維數(shù)值分析模型,并驗(yàn)證了模型的正確性。計(jì)算分析了管內(nèi)流體速度

2、、螺旋管節(jié)距、土壤熱物性、入口流體溫度以及灌注回填材料對(duì)樁基螺旋埋管換熱器換熱性能的影響,得到了不同工況下樁基螺旋埋管換熱器換熱性能的變化規(guī)律。結(jié)果顯示,樁基螺旋埋管的設(shè)計(jì)流速、螺旋管螺距以及入口水溫都不宜過高;通過土壤熱物性的分析可知樁基螺旋埋管換熱器在重慶地區(qū)有很好的推廣意義;灌注回填材料的數(shù)值模擬則體現(xiàn)了不同的回填方法和不同的回填材料對(duì)樁基螺旋埋管換熱器換熱性能的影響。并得到了樁基螺旋埋管換熱器夏季排熱工況下的換熱性能。
　

3、　建立了單U和雙U垂直埋管換熱器的三維模型,通過與熱響應(yīng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較的方法驗(yàn)證了模型的正確性?？紤]到實(shí)際工程應(yīng)用中灌注回填材料的不同,在相同的邊界條件下和土壤物性下,通過分析出口流體溫度和單位井深換熱量比較 U型埋管換熱器和樁基螺旋埋管換熱器換熱性能的差異。結(jié)果表明:樁基螺旋埋管換熱器的單位井深換熱量要遠(yuǎn)大于鉆孔埋管,從換熱性能的角度證實(shí)了樁基螺旋埋管的優(yōu)勢(shì)。在樁基螺旋埋管無法滿足建筑冷熱負(fù)荷的情況下,通過比較樁基螺旋埋管換熱器輔