异井循环地源热泵系统地下换热特性研究.pdf

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1、2010年第38卷第8期流体机械53文章编号：1005—0329(2010)08—0053—04异井循环地源热泵系统地下换热特性研究周小珠，张于峰，王洪磊，陈成敏(1．天津大学，天津300072；2．钦州学院，广西钦州535000)摘要：建立异井循环地源热泵系统地下换热数学模型，采用有限差分法求解，对回灌井水及其周围土壤换热特性进行了数值计算和模拟分析，得出回灌井与土壤间的热影响半径至少为2m；同时对取水井井水温度变化进行现场运行试验研究，其结果表明在热泵运行期间，取水井水温相对稳定，即为初始温度。关键词：异井循环水源热泵；换热特性；数学模型；试验数据；数值模拟分析中图分类号

2、：TB65文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2010．08．013StudyontheCharacteristicofUndergroundHeatExchangeofWaterSourceHeatPumpSystemOfDifflerentWellsZHOUXiao．zhu'，ZHANGYu．feng，WANGHong—lei，CHENCheng—min(1．TianjinUniversity，Tianjin300072，China；2．QinzhouUniversity，Qinzhou535000，China)Abstracts：Th

3、ethesisestablishesmathematicalmodelofdifferentwellcirculationheatpumpsystemofundergroundheattrans—fer，adoptfinitedifferencemethodtogetthesolution，getnumericalcalculusandsimulationminutewithrechargewellwaterandtheheattransfercharacteristicofperipherysoil．Theresultisas~llow：theheattransferrad

4、iusofinfluencebetweenrechargewellandsoilisatleast2meters．Meanwhile，thechangeofwellwatertemperatureisexperimentallystudied，theresultsareasfollows：duringtherunningoftheheatpump，pumpingwellwatertemperatureisrelativelystable，whichisequaltotheinitialtemperature．Keywords：diferentwellwatercirculat

5、ionheatpump；heat—transfercharacteristic；mathematicalmodel；empiricaldatum；a—nalysisofnumericalsimulation．地源热泵是一种高效、节能、环保的空调设的全年水温变化规律，为异井水源热泵的设计及备，其中异井循环水源热泵以其性能稳定而备受其在广大农村的推广应用提供理论依据。重视。天津地区(尤其是村镇地区)地下水资源较为丰富，且水位埋深不大，地域条件较为适合，1回灌井井水一土壤传热数学模型可作为建筑能源使用，达到节省常规能源和保护环境的双重需要¨。现以天津地区静海县独流1．1基本假设镇的

6、试验示范基地为例，建立地下井水一土壤数(1)含水层均质、各向同性、侧向无限延伸；学模型，采用有限差分法求解，对异井循环热泵空(2)井水及土壤的热物性参数视为常数；(3)忽略调系统夏季工况运行特性进行数值模拟分析，探土壤和井水竖向的温度梯度；(4)周围土壤与井讨回灌井的热影响半径；对实时监测获取的取水水有热质传递；(5)井水与土壤的传热量是轴对井水温试验数据进行分析，研究取水井能够提供称的；(6)忽略水面的升降。收稿日期：2010—01—26修稿日期：2010—07—13基金项目：国家十一五科技支撑计划项目(2006BAJ04B04)，(2008BAJ08B12-02)54FL

7、UIDMACHINERYVo1．38，No．8，20101．2土壤(含水)间的传热模型需的地下水流量(即冷却水流量)，天津市区与独流镇同属于海积冲积低平原，kg／s地下渗流速度为1．5×10m／s[。由于回灌井f。——回灌水温度，即流出冷凝器的水的地下水渗流速度很小，可忽略对流传质传热；土温，℃壤间的传热属于纯导热；在相同位置处，水与土壤￡——进入冷凝器的水温，℃有着相同的温度，则换热方程为：1．4初始及边界条件砉F．02t+)(1)当初始条件：=0，0=t6=to时：(1)土壤表面边界条件和，计算式为