地源熱泵供熱時從土壤中吸熱，制冷時向土壤放出熱量。土壤冬季溫度高于室外氣溫，夏季溫度低于室外氣溫，所以將熱泵系統(tǒng)的換熱裝置安裝于土壤中可以得到很好的傳熱工況。使用地源熱泵可以減少煤的使用量，節(jié)約石油、天然氣等一次能源，有利于國家改善能源結(jié)構(gòu)，減少有害氣體排放從而達到保護環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的目標。因此地源熱泵是高效節(jié)能、綠色環(huán)保的供暖和空調(diào)制冷方式。 推廣和應用地源熱泵的關(guān)鍵技術(shù)之一是完善地下?lián)Q熱埋管的傳熱模型，使其更好的模擬地下?lián)Q熱埋管的真實傳熱過程。 本文建立了管內(nèi)流體，以及換熱器周圍土壤熱滲耦合物理數(shù)學模型，模擬了U型管內(nèi)流體的流動和傳熱、U型管與土壤的傳熱及土壤溫度場。采用建模軟件GAMBIT建立物理模型，以數(shù)值計算軟件FLUENT進行模擬計算。本文的創(chuàng)新之處在于：①考慮了U型管的實際形狀，模擬了管內(nèi)流體的真實流動；②將土壤考慮為飽和多孔介質(zhì)，考慮了土壤中水的二維滲流。這與以前研究者將U型管兩只管腿等效為柱熱源；將土壤視為固體，只考慮其純導熱的數(shù)學模型相比都有質(zhì)的改進。文中首先研究了有滲流情況下，管內(nèi)流體的溫度變化，土壤的溫度場和熱作用半徑，以及埋管的換熱量。并與相同工... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 地源熱泵研究的背景和意義
        1.1.1 能源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展
        1.1.2 綠色建筑
    1.2 地源熱泵的發(fā)展與研究現(xiàn)狀
        1.2.1 地源熱泵的發(fā)展歷史
        1.2.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
    1.3 垂直地下?lián)Q熱埋管傳熱模型的發(fā)展
        1.3.1 NWWA模型——線源解析法
        1.3.2 IGSHPA模型——線源解析法
        1.3.3 Kavanaugh模型——柱源解析法
        1.3.4.Eskilson模型——線源混合解法
        1.3.5 Hellstrom模型
        1.3.6 V.C.Mei模型
        1.3.7 T.-K.Lei模型
        1.3.8 Muraya模型
        1.3.9 Rottmayer和Mitchell模型
        1.3.10 Yavuzturk模型
        1.3.11 模型比較
    1.4 FLUENT軟件介紹
    1.5 本文主要工作
2.U型管與土壤傳熱的數(shù)學模型
    2.1 U型管內(nèi)流體的數(shù)學模型
        2.1.1 各湍流模型介紹
        2.1.2 標準k-e模型
        2.1.3 Realizable k-e模型
    2.2 多孔介質(zhì)數(shù)學模型
        2.2.1 多孔介質(zhì)簡介
        2.2.2 多孔介質(zhì)的宏觀性質(zhì)
        2.2.3 有效導熱系數(shù)
        2.2.4 Darcy定律的推廣
        2.2.5 連續(xù)性方程
        2.2.6 動量守恒方程
        2.2.7 能量方程
3.U型管與土壤傳熱的數(shù)值模擬
    3.1 幾何模型的建立
    3.2 模型的網(wǎng)格劃分
    3.3 邊界條件的確定
    3.4 連續(xù)運行工況下模擬情況
    3.5 本章小結(jié)
4 各種影響因素分析
    4.1 土壤物性的影響
        4.1.1 導熱系數(shù)的影響
        4.1.2 比熱的影響
        4.1.3 密度的影響
        4.1.4 孔隙率的影響
        4.1.5 滲透率的影響
        4.1.6 不同土質(zhì)的影響
    4.2 回填材料的影響
    4.3 U型管管材的影響
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]北京某別墅土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設計[J]. 施秀琴,梁軍.  暖通空調(diào). 2004(05)
[2]北方地區(qū)應用地源熱泵應注意的問題[J]. 何雪冰,劉憲英.  低溫建筑技術(shù). 2004(02)
[3]天津水云花園C29號別墅土壤熱泵家用中央空調(diào)系統(tǒng)[J]. 施秀琴,孫國勛,馬新偉.  中國建設信息.供熱制冷�？�. 2004(02)
[4]西部城市建筑節(jié)能現(xiàn)狀調(diào)查分析[J]. 劉猛,何雪冰,付祥釗.  制冷與空調(diào)(四川). 2003(04)
[5]綠色建筑中暖通空調(diào)的應用[J]. 魏東杰,胡彤.  河北建筑科技學院學報. 2003(03)
[6]豎直U型管地熱換熱器的準三維傳熱模型[J]. 刁乃仁,曾和義,方肇洪.  熱能動力工程. 2003(04)
[7]雙U型埋管地熱換熱器的傳熱模型[J]. 曾和義,方肇洪.  山東建筑工程學院學報. 2003(01)
[8]豎直埋管地熱換熱器鉆孔內(nèi)的熱阻[J]. 曾和義,刁乃仁,方肇洪.  煤氣與熱力. 2003(03)
[9]地源熱泵豎直埋管的有限長線熱源模型[J]. 曾和義,刁乃仁,方肇洪.  熱能動力工程. 2003(02)
[10]豎直U型埋管地源熱泵技術(shù)的應用[J]. 劉冬生,莊迎春,肖西衛(wèi).  能源工程. 2003(01)

碩士論文
[1]垂直深埋U型管大地耦合式地源熱泵冬季實驗研究與三維數(shù)值模擬[D]. 胡彥輝.重慶大學 2003



本文編號：3464476