土壤源热泵水平螺旋埋管换热器传热特性模拟研究

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1、分类号学号M201270856学校代码10487密级硕士学位论文土壤源热泵水平螺旋埋管换热器传热特性模拟研究学位申请人：李志方学科专业：工程热物理指导教师：邬田华教授答辩日期：2015年5月22日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringSimulationonHeatTransferCharacteristicsofHorizontalSlinky-loopHeatExchangersforGround-coupledHeatPumpsCandidate

2、:LiZhifangMajor:EngineeringThermodynamicsSupervisor:Prof.WuTianhuaHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授

3、权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着能源安全问题和环境污染问题的日益严峻，可持续发展已经成为21世纪全球长期发展的指导方针。土壤源热泵技术作为一种既高效又环保的节能技术，近年来得到愈来愈多的

4、重视，逐步得到广泛的研究和应用。水平螺旋埋管换热器作为土壤源热泵技术一种新的地下埋管换热器类型，它不仅具有传统土壤源热泵的诸多优点，而且还可以大大缓解初投资过高、占地面积过大等问题。本文通过GAMBIT软件建立了水平螺旋埋管换热器与回填材料以及土壤的三维换热数值模型，利用FLUENT软件对水平螺旋埋管换热器的传热特性进行了研究。对影响水平螺旋埋管与回填材料及土壤之间传热特性的因素进行分析，包括具体包括管内水的流速、进口水温、回填材料、埋设深度、螺旋环直径、节距、防冻液等，得到了不同工况下水平螺旋埋管换热器传热特性的变化规律。本文采用“单位管长换热量”和“单位土壤长度换热量”这两个重要指标作为

5、评价传热特性的指标，研究结果表明这些影响因素对传热特性有着不同的影响程度。最后对换热器周围的回填材料及土壤的温度场进行了分析，确定热干扰的存在，并就螺旋环直径、节距对热干扰的影响进行了研究。本文通过上述模拟研究，得到了一些有价值的结论，对土壤源水平螺旋埋管换热器的研究和推广有一定的参考价值。关键词：土壤源热泵水平螺旋埋管换热器数值模拟影响因素温度场I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTWiththeissueofenergysecurityandenvironmentalpollutionincreasinglyserious,sustainabledevelopmenthasbecom

6、etheglobalguidelinesforlong-termdevelopmentin21stcentury.Ground-coupledheatpumptechnologyhasbeenmoreandmoreattentionandgraduallybeenwidelystudiedandappliedinrecentyears,asanefficientandenvironmentallyfriendlyenergytechnology.Horizontalgroundslinky-loopheatexchangerisanewtypeofundergroundheatexchang

7、ersforground-coupledheatpumptechnology.Itnotonlyhasalotofadvantagesoftraditionalground-coupledheatpump,butalsocangreatlyeasetheexcessiveinitialinvestmentandoccupiedarea.Throughtheestablishmentofthreedimensi