樁基螺旋型埋管換熱器換熱性能的數(shù)值研究.pdf

1、樁基埋管換熱器依托于建筑地下熱工結(jié)構(gòu)，具有樁徑大、埋深較淺等特點，比傳統(tǒng)鉆孔埋管換熱器具有更為明顯的優(yōu)勢，如占地面積小、節(jié)省鉆孔費用及換熱器性能穩(wěn)定等，符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標。其中，與樁基U型、W型等樁基埋管換熱器相比，樁基螺旋型埋管換熱器在同一樁基中不僅埋管長度較長、換熱面積更大，而且還可以防止氣體集聚在管道頂部。但是，樁基螺旋型埋管換熱器傳熱機理有異于傳統(tǒng)鉆孔埋管換熱器且?guī)缀谓Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，關(guān)于其傳熱性能的研究尚不夠充分。
　　

2、首先，本文利用ANSYS軟件建立樁基并聯(lián)雙螺旋型埋管換熱器三維動態(tài)傳熱的仿真模型，通過其對現(xiàn)場試驗的仿真復(fù)現(xiàn)以及與實心圓柱源熱源模型解析解的對比驗證了模擬結(jié)果的正確性。然后，由于不同埋管形式對換熱器與土壤換熱有重要影響，在管材、回填材料和土壤熱物性及邊界條件均相同的情況下，以實際尺寸的換熱器為原型，分別建立了樁基單螺旋型、并聯(lián)雙螺旋型與雙螺旋型埋管換熱器三維仿真模型，對以上模型在土壤中的非穩(wěn)態(tài)傳熱過程進行了模擬。結(jié)果表明：埋管形式不同，

3、樁基埋管換熱器的換熱效果呈現(xiàn)差異，樁基雙螺旋型埋管換熱器的換熱性能最好，而單螺旋型優(yōu)于并聯(lián)雙螺旋型。
　　然后，采用樁基單螺旋型埋管換熱器數(shù)值模型模擬了進口流速、進口水溫、土壤初始溫度、管徑及螺距對換熱器換熱性能的影響，得到各主要參數(shù)的傳熱變化規(guī)律。
　　此外，結(jié)合建筑空調(diào)工程負荷特點，選定三種運停比，探討了各種間歇運行模式下樁基并聯(lián)雙螺旋型埋管換熱器的傳熱性能以及沿樁深和徑向不同位置樁基內(nèi)部、樁壁及土壤溫度的變化規(guī)律，提出