地源热泵地埋管换热器传热研究综述_袁艳平

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1、V暖通空调HAC年第卷第期88X地源热泵地埋管换热器,:传热研究)综述☆西南交通大学袁艳平雷波余南阳曹晓玲张丹摘要综述了地源热泵地埋管换热器传热问题分析解、数值解的研究情况,分析了埋管之间的热干扰、、土壤含水量管井回填材料以及埋管内循环流体流量时地源热泵运行特性的影,,。响总结了当前研究的不足指出了下一步研究的方向关键词地源热泵地埋管换热器传热分析解数值解实验研究:HeattransferofgroundheatexehangerforGSHP(1)areview日丫丫uo。丫户209*,亡z。,日门丫,o.,220ooo。朋e已丫吻朋gCo9dz八朋g,AbstraetRe

2、viewstheexperimentalinvestigationofanalytiealandnumericalsolutionsofheattransfer,.ofthegroundheatexehangerforGSHPanalysestheinflueneesofthermalinterferencebetweenPipes,,backfillmaterialsofPipewellswatereontentin5011andflowrateinPipesontheperformaneeoftheGSHP,SU】11nlarl二theshorteomingofthePres

3、entresearehworkandpointsoutthefollowingdeveloPmentdiTeetiofl,,,u·,KeVwordsGSHPexehangerheattransferanalytiealsoltionnumeriealsolutionexperimentalinvestigationuestlaonrrs一,nu,lna★励thwJtog比vetyC帕gdCh0引言器的传热过程。另一方面,地埋管传热过程又与地地源热泵(GSH)P因其高效、节能、环保的特面热泵机组的运行特性相互影响。地埋管换热器点,。而备受世界各国的青睐近年来在国内也得到了主要分水平

4、埋管和竖直埋管两大类由于水平埋J决速发展,有关地源热泵系统的研究已成为清洁能管换热器占地面积大,且传热过程受地表温度和大源研究领域中的一个热点。随着研究的深入,近年气温度影响较大,所以在实际应用中往往多采用竖来出现了使用辅助散热装置的混合地源热泵直埋管。鉴于此,本文的综述分析对象仅限于竖直(〔’一`〕,。HGGSH)P系统这种系统不仅可以减少地源地埋管换热器,、热泵的初装费而且还能解决冬夏负荷不平衡问1分析解题。国内的学者对此类地源热泵也进行了研究圈。1.1线热源理论为了解决冬、夏负荷不平衡而导致的地源热泵出力Ingersoll等人发展了Kelvin的线热源理论,,Z。,J衰减和

5、满足电力移峰填谷的需要马最良等人提出用于求解地源热泵地埋管传热问题其基本思了一种全新的热泵空调系统形式土壤蓄冷与土壤藕合热’`〕。—泵集成系统阶..,,,☆袁艳平男1973年6月生博十研究生广爹博1:删教授。610031卜程学`J设备地埋管换热器是地源热泵技术的核心部件成都市西南交通大学机械院建筑环境工程系地埋管换热器的传热是一个十分复杂的非稳态过(028)87634937一:...。,、土壤特性、Emailypyuan@home、wjtuedt:cn程一方面换热器的埋管方式地下水:一08一收稿臼期200720、:一一文参数回填材料以及地面气象参数都影响着换热修回日期200803

6、10·2·6科技综述暖通空调HV&AC仪犯年第38卷第4期,,想是将地埋管换热器的换热简化为以换热器中心义比线热源具有更高的模拟精度因而得到了更。:。轴为热源的传热建立模型时采用了以下假设地为广泛的应用,层是初始温度均匀的无限大介质其热物性均匀且nIgesroll等人给出了恒定热流情况下的圆柱不随温度变化;(包括地表)的,源分析解〔`3]:忽略深度方向传热,只考虑径向导热;忽略钻孔的几何尺度而把它近似(P):=tw一tg=旦GOF尔.(2)。Lk为轴心上的线热源::式中汉为无限远边界土壤温度与埋管井壁温岩土中各处的温度分布按下式计算,;t,,;t。度之差℃为无限远边界土壤温度℃为

7、埋。I子,,兰L;;Lt,一{二=“X,(`,管井壁温度℃Q为地埋管换热器换热量W0t-_万叩2,二J,以尸众,m;,P)为理论解的G函数为地埋管深度G(oF,,。t℃;t式中为土层实时温度为土层初始温,,G(-;,;q`,;,凡)P劣了f(户中可以用数值解近似代替度℃为线热源的热流w/m久为土层的导热7tU。r;,·;;-,oF为F盯ie数p为地下岩土计算点至钻井中心系数w/(mK)月为积分变量x一丁二其中’’`’---’’于~一”厂’`~一2、’,,一“一一石丽”距离与钻井半