太陽能跨季節(jié)儲熱地埋管換熱器結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、太陽能跨季節(jié)儲熱輔助地源熱泵供熱系統(tǒng)結(jié)合了太陽能和地?zé)崮芾玫膬?yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了各自的不足，節(jié)能環(huán)保特性良好，在近年來越來越受到人們的關(guān)注。地埋管換熱器是該系統(tǒng)的重要組成部分，其儲熱性能的優(yōu)劣直接影響冬季供熱效率。本文針對太陽能跨季節(jié)儲熱系統(tǒng)的地埋管換熱器結(jié)構(gòu)和性能開展研究。
　　由于地埋管換熱器埋管長度大、數(shù)量多，對整個換熱器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)模擬在網(wǎng)格數(shù)量上難以接受。為了實(shí)現(xiàn)地埋管換熱器三維數(shù)值模擬，根據(jù)地埋管換熱器與土壤的傳熱特性，提出了

2、軸向壓縮理論?；贔luent模擬軟件，編寫了UDF程序，改變物性參數(shù)和邊界條件，建立了軸向壓縮模型。在定溫儲熱和變溫儲熱條件下與原型模擬結(jié)果進(jìn)行了對比驗證，除初始運(yùn)行誤差較大外，總體相對誤差在0.6％之內(nèi)。由此證明，UDF軸向壓縮模型可以大大減少網(wǎng)格數(shù)量而幾乎不影響研究結(jié)果的正確性。
　　本文首先分析了地埋管換熱器管群之間的熱干擾性。當(dāng)埋管間距越小時，埋管間產(chǎn)生熱干擾作用所用的時間越短，并且在井群中不同相對位置的井（角井、邊井、

3、中心井）換熱量也不同；接著分析了取熱結(jié)束時埋管間距與總?cè)崃康年P(guān)系，得到該運(yùn)行情況下較合適的埋管間距。又模擬了在不同埋管間距下，儲熱溫度（或取熱溫度）對儲熱量（或取熱量）的影響，得出不同運(yùn)行情況下合適的埋管間距。以本文涉及的土壤為例，在儲熱溫度為40～60℃，取熱溫度為3～9℃條件下，最合適埋管間距為2～2.5m。
　　本文針對正三角形和正方形埋管布置形式進(jìn)行模擬研究，結(jié)果表明，三角形布置的埋管換熱器換熱性能總體略好于正方形布置，