地埋管季節(jié)性蓄熱的地下傳熱分析.pdf

1、針對我國北方寒冷地區(qū)，冬季采暖時(shí)間長，夏季空調(diào)時(shí)間短，導(dǎo)致地埋管地源熱泵系統(tǒng)地下冷熱負(fù)荷熱不平衡問題，提出了基于地埋管的太陽能季節(jié)性蓄熱方法，對地埋管換熱器傳熱及其影響因素進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明:在寒冷地區(qū)，利用地埋管進(jìn)行太陽能蓄熱，有利于地源熱泵長期有效運(yùn)行。
　　 建立了地埋管跨季蓄熱地下傳熱物理與數(shù)學(xué)模型，采用數(shù)值模擬的方法，模擬計(jì)算了地埋管換熱器地下溫度場，分析了土壤的蓄熱特性以及地埋管間距、土壤熱物性等主要因素對地下

2、換熱的影響。
　　 對單一地埋管和地埋管管群分別進(jìn)行了模擬分析，探討了埋管間距離、地埋管循環(huán)液速度和溫度對地下溫度場影響，并利用太陽能—淺層地?zé)崮軓?fù)合空調(diào)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬結(jié)果驗(yàn)證。得到了以下主要結(jié)果:
　　 (1)地埋管傳熱模型及其數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，兩者在蓄熱過程中地埋管循環(huán)液進(jìn)、出口溫度變化趨勢相同且數(shù)值相差不大。
　　 (2)進(jìn)行了冬、夏季兩種工況的數(shù)值模擬，地下溫度場分布表明，寒

3、冷地區(qū)熱負(fù)荷遠(yuǎn)大于冷負(fù)荷，利用地源熱泵系統(tǒng)中地埋管進(jìn)行太陽能蓄熱，能夠使地下溫度場得到有效恢復(fù)，有利于地下冷熱負(fù)荷平衡。
　　 (3)地埋管間距，對熱利用率有影響。當(dāng)埋管間距為5m時(shí)，夏季蓄熱量和冬季取熱量明顯優(yōu)于間距為3m的情況。可通過適當(dāng)增大地埋管間距，達(dá)到提高每米鉆孔的換熱量以適當(dāng)減少鉆孔數(shù)量的目的。
　　 (4)地埋管管內(nèi)循環(huán)液流速不宜過大。流速過大時(shí)，土壤的蓄熱量提高幅度不大，但由此造成了循環(huán)水泵能耗的較大增加