樁基螺旋管地?zé)釗Q熱器導(dǎo)熱模型分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著人們節(jié)能意識(shí)的提高和國(guó)家的政策扶持，地源熱泵空調(diào)技術(shù)得到越來越多的人的關(guān)注。樁基螺旋管地?zé)釗Q熱器作為一種新型的地源熱泵換熱器形式，充分利用了建筑物地下面積來解決室外鉆孔不足的問題，省掉了昂貴的鉆孔和埋管費(fèi)用，大大提高了換熱效能和施工效率。憑借以上種種優(yōu)點(diǎn)，樁基螺旋埋管形式的地源熱泵系統(tǒng)勢(shì)必是將來發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。
　　 樁埋管地?zé)釗Q熱器中樁的直徑大大超過鉆孔的直徑，而樁的深度通常會(huì)小于鉆孔的深度。首先，鑒于它的特殊的幾何和結(jié)構(gòu)

2、條件，本文考慮了樁基在徑向的尺寸和熱容量，提出實(shí)心圓柱面熱源模型以描述螺旋埋管地?zé)釗Q熱器中的傳熱過程。采用格林函數(shù)和虛擬熱源法，導(dǎo)出適用于樁基螺旋埋管換熱器的無限長(zhǎng)及有限長(zhǎng)面熱源模型的溫度分布解析解，對(duì)模型中的各參數(shù)對(duì)換熱性能的影響做了分析。同時(shí)，對(duì)有限長(zhǎng)面熱源模型中的兩種代表性溫度，即熱源面的積分平均溫度和圓柱面中點(diǎn)溫度分別進(jìn)行了計(jì)算和討論。
　　 其次，考慮到螺旋管在樁基內(nèi)部的布置形式，提出并優(yōu)化了另一種樁基螺旋管地?zé)釗Q熱器

3、的導(dǎo)熱模型：線圈模型。指出無限長(zhǎng)線圈模型溫度場(chǎng)在縱向的分布呈周期性變化。考慮換熱效果和樁基安全性的條件下，給出了工程中合理選擇螺距的原則，考慮管壁及管內(nèi)熱阻引起的溫升，得到了管內(nèi)流體的溫度響應(yīng)。
　　 再次，搭建了樁基螺旋埋管換熱器的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)其中的傳熱過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)比實(shí)驗(yàn)值和計(jì)算值的吻合程度，證實(shí)線圈模型是基本符合樁基螺旋埋管換熱器的實(shí)際換熱情況的。實(shí)驗(yàn)還驗(yàn)證了加熱功率、流量和螺距等參數(shù)對(duì)螺旋埋管換熱器傳熱的影響，得