【摘要】：地源熱泵作為一種高效節(jié)能、綠色環(huán)保的新技術(shù)，日益受到人們的廣泛關(guān)注。地源熱泵技術(shù)是目前空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域的前沿研究課題之一，也是淺層地?zé)崮芾玫闹匾问�。地埋管換熱器是地源熱泵系統(tǒng)的重要組成部分，其換熱性能是影響地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行效果的關(guān)鍵因素。本文在分析地埋管實(shí)際傳熱過程和已有傳熱模型基礎(chǔ)上，建立了地源熱泵垂直地埋管換熱器的穩(wěn)態(tài)傳熱模型，采用適合薄體問題的邊界元法對其傳熱性能進(jìn)行分析。本文主要工作和成果如下： 1、分制冷和供熱兩種工況，對垂直單、雙U型地埋管的換熱性能進(jìn)行對比研究；分析兩種埋管方式下，地埋管材料、管徑、管壁厚度、回填材料、鉆孔內(nèi)支管間距、鉆孔半徑等對其換熱性能的影響，并比較二者之間的差異。邊界元法計(jì)算結(jié)果表明：普通PVC管較多地阻礙了地埋管的換熱量，地埋管管材應(yīng)選用高密度聚乙烯管HDPE或者鋼管，在滿足管體應(yīng)力強(qiáng)度和穩(wěn)定性的條件下，盡量減小塑料管材的厚度；改善和優(yōu)化回填材料的導(dǎo)熱性能能夠有效增強(qiáng)地埋管的換熱；增加支管間距，單、雙U型地埋管的換熱量均增大；鉆孔孔徑從0.055~0.075m變化時(shí)，雙U型地埋管的換熱量比單U型地埋管的高出約10％。 2、通過本文計(jì)算模型和FLUENT軟件三維計(jì)算模型分別計(jì)算豎直單根地埋管的進(jìn)出口溫度及換熱量，兩種模型計(jì)算結(jié)果非常吻合，表明本文建立的計(jì)算模型是合理的，對其三維熱傳導(dǎo)問題，邊界元法分段研究地埋管的換熱情況及累加計(jì)算其所需的埋管長度是可靠的。然后根據(jù)地埋管進(jìn)出口溫差和流速等參數(shù)，并考慮管壁熱阻的影響，運(yùn)用邊界元法計(jì)算了單、雙U型地埋管在制冷和供熱兩種工況下各段的換熱量及其所需的埋管長度。 3、U型地埋管管壁、回填區(qū)域、土壤等熱傳導(dǎo)過程涉及到管壁薄體與土壤厚體的耦合問題，F(xiàn)LUENT有限體積法及其他數(shù)值方法難以考慮地埋管管材、壁厚等參數(shù)的影響，本文邊界元法為地埋管換熱過程的計(jì)算提供了一個(gè)有效途徑，邊界元法只需沿不同材質(zhì)區(qū)域的邊界劃分單元，用較少的單元可獲得較高的計(jì)算精度。依據(jù)計(jì)算結(jié)果，本文對地埋管換熱系統(tǒng)的材料選擇、設(shè)計(jì)施工提出了有益建議，也為該系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的選擇提供定量分析依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TK523;TK172
【圖文】：

圖 1. 1 1996~2006 年中國的建筑能耗耗主要包括采暖空調(diào)、電氣照明、炊事及熱水供應(yīng)等方的能耗現(xiàn)狀如圖 1.2 所示，其中能耗的最大部分是采暖的 65％。我國建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能差，冬季

的能耗現(xiàn)狀如圖 1.2 所示，其中能耗的最大部分是采暖的 65％。我國建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能差，冬季電量大。北方地區(qū)城鎮(zhèn)冬季采暖能耗占全國城鎮(zhèn)建筑總空調(diào)能耗逐年上升，2002 年全國空調(diào)制冷高峰負(fù)荷已于 2.5 個(gè)三峽電站的滿負(fù)荷出力，按照目前的發(fā)展趨勢于 10 個(gè)三峽電站的滿負(fù)荷出力[3]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2735495