水平地埋管换热器的传热性能研究

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1、文章编号：CAR156水平地埋管换热器的传热性能研究1211孙亭刁乃仁肖洪海罗苏瑜（1珠海格力电器股份有限公司制冷技术研究院，广东珠海5190702山东建筑大学热能工程学院，山东济南250101）摘要在建立地源热泵水平埋管换热器传热模型的基础上，对水平埋管传热进行了数值模拟，得出土壤温度和换热器中循环液温度对埋管换热能力的影响。然后，通过对冬季热泵运行过程中埋管周围温度场的模拟结果分析,可以得到不同深度、不同间隔埋管周围温度场的变化，从而对水平埋管换热器进行结构优化。并比较了冬季单一管周围和相邻两管之间在同一工况下土壤温度曲线，得出各自的影

2、响范围。关键词水平埋管温度场模拟分析ResearchonHeatTransferofHorizontalHeatExchanger1211SunTingDiaoNairenXiaoHonghaiLuosuyu(1RefrigerationInstituteofGreeElectricAppliances,Inc.ofZhuhai,ZhuhaiGuangdong5190702ShandongJianzhuUniversityThermalEnergyEngineering，JinanShandong250101)AbstractBasedon

3、theestablishmentofGroundSourceHeatPumpHorizontalHeatExchangerheattransfermodel,processnumericalsimulationofheattransferintheHorizontalHeatExchanger,educetheeffectofsoiltemperatureandcirculatedliquidintheheatexchangeraffecttheheattransferabilityofburiedtube.And,gainthediffe

4、rentdepth’sanddifferentdistance’schangedchartoftemperaturedistributionaroundheatexchanger,throughthesimulatedresultoftemperaturedistributionaroundheatexchangerinthefunctionprocessofheatpumpinwinter,andthenprocessconfigurationanalysisofHorizontalHeatExchanger.Besides,compar

5、ethesoiltemperaturecurveofthesingletubeinthesamesituationwithdoubleneighbortube,andgainedtherespectiveeffectrule.KeywordsHorizontalheatExchangerTemperaturedistributionSimulationanalysis温，同时蓄存热量以备冬用。本文中涉及的地源热0引言泵空调系统是指水平地埋管地源热泵空调系统。水在我国能源消耗中，建筑能耗占有相当大的比平盘管系统在地源热泵系统中作为竖直埋管与集

6、水例。据统计，我国历年建筑能耗在总能耗中的比例器相连不可或缺的部分，掌握其地下温度场的变化是19％~20％，平均值为19.8％。其中，用于暖通规律不仅会对地源热泵水平换热器的研究提供指[1]空调的能耗约占建筑能耗的85％。空调住宅能耗导，而且将为地源热泵的工程应用提供参考。约为一般住宅能耗的6~7倍。最大限度地减少能耗，减少有害物质的排放，并且充分地利用可再生1传热模型的建立能源成为住宅供暖供冷技术的发展的要求。利用太阳能、地热能等多种自然能的生态住宅应运而生。假设实际埋管埋深为1.5m，埋管直径为32mm，地热源热泵系统是通过热泵将大地中

7、的低位热壁厚3mm。远边界半径为3m。为了便于理论分析，[2]能提出对建筑供暖，同时蓄存冷量以备夏用；夏季作如下假设：通过热泵将建筑中的热量转移到地下对建筑进行降1）假定土壤、埋管为均质，且各向同性的固体，各物性参数均为常数。作者简介：孙亭（1983~），男，硕士研究生；2）忽略沿管长方向的传热，认为埋管周围土壤温度场为二维不稳定固体导热问题。0.80.4Nu=0.023RePr(冬季)fff3）忽略由于土壤中水分迁移而引起的热迁移。4）因为大地具有很强的蓄热能力，在土壤足0.80.3Nu=0.023RePr(夏季)fff够深的地方，温度基

8、本保持某一定值。由于实际地下埋管的布局为对称的，对于非边2土壤温度场计算结果与分析缘地带的计算区域如图1所示的土壤断面ABCDEFG，其中AB为1.5m，CD为3m深处的土壤边界