基于圆柱源理论的热泵垂直U型地埋管模拟分析.pdf

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1、2012年第40卷第8期流体机械81文章编号：1005—0329(2012)08—0081—05基于圆柱源理论的热泵垂直U型地埋管模拟分析张振，葛斌，张俊礼(东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室，江苏南京210096)摘要：基于圆柱源理论，建立了U型地埋管换热器传热模型，并进行了数值求解。计算结果表明，夏季U型地埋管换热器在给定进口温度和流量时，连续运行48h后，地埋管出口水温、壁面温度和单位延米换热量基本趋于稳定。单位延米换热量与热响应实验数据误差为3％，验证了模型的准确性。以某地区空调系统地埋管换热器设计为例，模拟分析了不同负

2、荷特性下地埋管换热器的换热性能。模拟结果显示整个夏季运行中地埋管最大进口水温低于设定值37℃，满足机组运行温度要求，设计合理。可为实际的工程应用提供参考。’关键词：地埋管换热器；圆柱源；模拟；换热性能；进出口水温中图分类号：TQ051．5文献标识码：Adot：10．3969／j．issn．1005—0329．2012．08．018SimulationAnalysisoftheVerticalU—tubeExchangersofGroundHeatPumpBasedonCylindricalHeatSourceModelsZHANGZhen，

3、GEBin，ZHANGJun—li(KeyLaboratoryofEnergyThermalConversionandControl，MinistryofEducation，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：Basedonthecylindricalsourcetheory，theheattransfermodelwasestablishedandhenumericalsolutionoftheverti—calU—tubeexchangerswascalculated，the

4、resultsshowthat，insumm~r，inagiveninletwatertemperatureandflow，continuousoperationof48h，theoutletwatertemperatureofU-tubeexchangers，thewalltemperatureandtheheatexchangerpermeterisfoundtobestabilized．Comparedthedatewiththeheatresponseexperiment．therelativeerroris3％．verifiedt

5、heaccuracyofthemode1．Giveagroundheatexchangerdesignofoneplace，analysisoftheU—tubeheattransferperformanceunderdifferentloadcharacteristics，thesimulationresultsshowthehi【ghestinletwatertemperatureinthewholesummeroperationislessthanthedesignvalue37~C，meettheoperationrequireme

6、ntsandthedesignisreasonable，provideareferenceforthepracticalapplication．Keywords：groundheatexchanger；cylindricalheatsourcetheory；numericalsimulation；heattransferperformance；importandexportwatertemperature1前言的平衡以及为能否长期正常运行提供依据。在一般的工程应用中，地埋管的设计长度通热泵系统按低位热源不同分成地源热泵、水常是根据单位延米换

7、热量求得，而单位延米换热源热泵、空气源热泵等。地源热泵因其高效率低的数值一般根据工程经验估算得到，这影响了地污染特性，被认为是最有发展前景的热泵空调技埋管长度设计的准确性。本文基于Ingersoll圆柱术之一。作为地源热泵应用关键技术之一的地下源理论对u型地埋管换热器建立传热模型求得u埋管传热模型研究，在工程设计及运行中具有重型地埋管换热器的单位延米的换热量¨J，经验要的意义，埋管长度的偏差将导致钻孔总数的变证后，将其应用于u型地理管换热器的地埋管长化，关系到空调系统的运行性能和工程投资。地度设计。采用该模型分析某地区空调系统在不同埋管长度

8、的大小，实际运行中不同负荷特性下U空调负荷特性下地埋管换热器的换热性能，并验型管换热性能，可以判别冷、热负荷下地下换热证设计的可靠性。收稿日期：2012—03—20修稿日期：20