不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)對地埋管換熱器的影響研究.pdf

1、土壤源熱泵是我國目前比較成熟的一種新能源開發(fā)形式,因其污染小可以有效利用地?zé)崮茉炊蔀閲业哪茉蠢弥攸c發(fā)展方向。對于地埋管換熱器,我國根據(jù)自身情況對建筑負荷、介質(zhì)流速、巖土初始溫度及埋管換熱器的布置等耦合和相互影響均做相當多的研究,但是我國的地源熱泵并沒有進入完善的發(fā)展模式。另一方面我國對于各地區(qū)地質(zhì)缺乏詳細的地質(zhì)構(gòu)造分析,在地源熱泵設(shè)計過程中,對巖土物性參數(shù)的確定許多地區(qū)僅根據(jù)個人經(jīng)驗和局部測試,忽視了豎向地質(zhì)存在著不均勻性的分層構(gòu)

2、造。
　　本課題以土壤源熱泵為研究對象,在查閱眾多文獻并依據(jù)前人提出的三維模型為基礎(chǔ),建立豎向兩種不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)的三維模型,一種為均勻單物性地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型,另一種為非均勻雙層不同物性地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)建模需要定義地質(zhì)類型,為非均勻雙層不同物性地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的不同地質(zhì)分析提供基礎(chǔ);根據(jù)數(shù)值分析需要定義巖土類型,為非均勻雙層不同物性地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的不同巖土物性分析提供基礎(chǔ)。再根據(jù)數(shù)值分析需要定義平均換熱系數(shù)的概念,并將平均換熱系數(shù)作為判斷換熱

3、器性能的評價參數(shù)。
　　對于均勻單物性地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型,主要分析在不同單物性地質(zhì)物性、不同加熱功率、不同介質(zhì)流速及巖土初始平均溫度對換熱器性能參數(shù)的影響。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)均勻單物性地質(zhì)結(jié)構(gòu)中不同加熱功率、介質(zhì)流速及巖土初始平均溫度均對換熱器平均換熱系數(shù)沒有影響,與理論分析一致;根據(jù)固定工況下不同巖土參數(shù)類型對應(yīng)的平均換熱系數(shù)的變化,得出巖土參數(shù)類型中導(dǎo)熱系數(shù)越大平均換熱系數(shù)越大,并擬合得到相互關(guān)聯(lián)式。
　　對于非均勻雙層不同物性地質(zhì)

4、結(jié)構(gòu)模型,分析主要分為兩方面,一方面研究不同加熱功率、介質(zhì)流速及巖土初始平均溫度對換熱器性能參數(shù)的影響并以實驗測試得到加熱功率和介質(zhì)流速的變化對平均換熱系數(shù)不產(chǎn)生影響,與均勻單物性地質(zhì)結(jié)構(gòu)形成對比,從而提出等效導(dǎo)熱系數(shù)概念。另一方面,根據(jù)已經(jīng)定義的地質(zhì)類型和巖土參數(shù)類型,分別研究在六種巖土參數(shù)類型下地質(zhì)類型對換熱器換熱性能參數(shù)的影響;研究在相同地質(zhì)類型下兩種巖土物性對換熱器換熱性能參數(shù)的影響;最后根據(jù)平均換熱系數(shù)K與下層巖土深度h,及上