雙U型地埋管井群換熱數(shù)值研究.pdf

1、垂直地埋管換熱器換熱能力的確定是整個地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵，它關(guān)系到地源熱泵系統(tǒng)能否長期高效運行。目前，針對單井地埋管換熱器的研究較多，但由于井群中存在井間熱干擾，使得各井的換熱規(guī)律與單井相比有著明顯的不同，研究難度也增大，因此對大規(guī)模井群換熱器的相應(yīng)研究較少，且相關(guān)研究結(jié)果的得到需要較強的理論基礎(chǔ)或需采用專用軟件進行復(fù)雜的計算，難以被工程設(shè)計人員直接應(yīng)用。此外，多數(shù)地埋管換熱器設(shè)計軟件是基于土壤為純導(dǎo)熱模型的，忽略了地下水滲流對土壤傳

2、熱過程的影響，所得結(jié)果存在較大誤差。故研究和開發(fā)一套考慮了井間熱干擾和地下水滲流對土壤傳熱的影響，又適合于工程應(yīng)用的地埋管井群換熱器設(shè)計方法顯得尤為重要。
　　論文利用Fluent6.3軟件首先建立了單井和典型井群換熱器的三維非穩(wěn)態(tài)模型，在此基礎(chǔ)上對有、無地下水滲流工況下的單井換熱器模型進行了驗證，驗證結(jié)果顯示模型可靠;其次，通過分析典型井群中各井的管內(nèi)流體進、出口溫差隨運行時間的變化規(guī)律，確定正方形井群換熱器為研究對象，同時也定

3、義了井群中的三類井——“角井”、“邊井”和“中井”;最后提出了井群中各井的換熱量當量值概念，并利用當量值和單井換熱量來計算井群換熱量的方法。
　　論文重點研究了巖土導(dǎo)溫系數(shù)、土壤初始溫度、回填土導(dǎo)熱系數(shù)、入口流速、入口溫度、不同井間距、井群運行方式和地下水滲流對井群中各井換熱量當量值的影響規(guī)律;同時，利用本文提出的井群中各井換熱量當量值的概念，進一步提出了具體條件下典型井群換熱器換熱總量的簡化模型，并通過本文的土壤分層滲流模擬結(jié)果