地源热泵垂直埋管周围土壤温度场数值模拟及分析

《地源热泵垂直埋管周围土壤温度场数值模拟及分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2010年12月洁净与空调技术CC&AC第4期地源热泵垂直埋管周围土壤温度场数值模拟及分析*解放军理工大学工程兵工程学院张永缪小平朱正亮摘要概述了地源热泵技术，对影响埋管换热器的最主要因素——埋管周围土壤温度场进行了研究，采用了建立传热模型并借助FLUENT软件进行数值模拟的方法，对垂直U型埋管换热器周围土壤温度场的特性进行了研究，分析了不同管井水平间距、系统冬夏季不同的运行天数、热泵系统长期和短期运行、不同埋管类型等不同工况对埋管换热器周围土壤温度场的影响，以提供冬、夏季节的运行时间分配和管井水平间距等方面的基础数据，从而为垂直埋管

2、换热器的设计提供参考。关键词地源热泵；垂直U型埋管；土壤温度场；数值模拟；FLUENTVerticalGroundSourceHeatPumpGroundTemperatureFieldNumericalSimulationandAnalysisZhangYong,MiaoXiaopingandZhuZhengliangAbstractAnoverviewofGroundSourceHeatPump,HeatExchangersontheimpactofthemostimportantfactor-groundtemperaturef

3、ieldwasstudiedandusedtoestablishheattransfermodeltosimulatethehelpofFLUENTsoftwaremethod,verticalU-typeburiedheatexchangersoiltemperaturearoundthecharacteristicsofthestudy,analyzedthedistancebe-tweendifferentlevelsoftubewells,thesystemisrunningadifferentwinterandsummerd

4、ays,long-termandshort-termheatpumpsystemoperation,variousdifferenttypesofconditionsburiedontheheatexchangersoiltemperaturefieldaroundtoprovidewinterandsummer,therunningtimeofthelevelspacingdistributionandtube-wellssuchasthebasicdata,soastoverticalgroundheatexchangerdesi

5、gnreference.KeywordsGSHP;VerticalU-tubeheatexchanger;Soiltemperaturefield;Numericalsimulation;FLUENT0引言而南方地区可以采用冷却塔补偿的方式来弥补冬夏地源热泵（GSHP：GroundSourceHeatPump）两季负荷不一致可能出现的热平衡问题[2]。是以大地为热源和热汇，通过埋入地下的换热器进行冷热交换，实现建筑空调和热水供应等目的[1]。1数学模型地源温度较为恒定，可分别在夏冬两季提供相对较1.1物理模型低的冷凝温度和较高的蒸发温

6、度。在冬季，地源热U型垂直换热埋管是地源热泵系统常采用的埋泵将大地中的低位热能提高向建筑供暖，同时蓄冷管方式，一般可分为单U管和双U管。对于单U埋以供夏用；夏季通过热泵将建筑内的热量转移到地管方式，管井内通常布置有两根塑料管，一进一出下对建筑进行降温，同时蓄存热量以供冬用。夏热构成了一个封闭的循环回路，如图1、图2所示；双U埋管则为两进两出，如图3所示。冬冷、供冷和供暖大致相当的地区，其冷热负荷基U形管与土壤的传热过程包括以下几部分[3：]U本相当，用同一系统，可以充分发挥地下蓄能的作形管内水的对流换热；水与管壁之间的对流换用。此外，

7、对于冷热负荷不太一致的地区可以采用热；管壁中的导热；管壁与回填土的传热；回填土辅助冷热源方式进行调节，北方可以联用太阳能，中的传热；回填土与土壤的传热和土壤中的传热。*张永，男，1984年6月生，硕士研究生当热泵系统开始运行后，管壁、回填土和土壤温度210007南京市白下区海福巷1号解放军理工大学工程兵工程依次发生变化，并在不同的运行季节和运行年度，学院内设教研室，表现出不同的温度分布特征。因此，地埋U形管与13222011702土壤间的传热过程是非稳态的传热过程。为研究的E-mail:766211702@qq.com收稿日期：201

8、0-8-17方便，可作如下简化假设：第4期地源热泵垂直埋管周围土壤温度场数值模拟及分析.17.（1）在整个传热过程中，土壤的物理成分、1.2数值模型及计算方法热物性参数保持不变，土壤的计算物性参数取平均采用GAMBIT程