不同回填材料对u型垂直埋管换热性能的影响

《不同回填材料对u型垂直埋管换热性能的影响》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、维普资讯http://www.cqvip.com第24卷第6期太阳能学报Vo1．24，No．62003年l2月ACTAENERGIAESOLARISSINICADec．．2003文章编号：0254—0096(2003)06—0810—04不同回填材料对U型垂直埋管换热性能的影响李新国，汪洪军，赵军，李丽新，朱强，吕强2(1．天津大学机械工程学．院热能工程系，天津300072；2．天津市房屋鉴定设计院，天津300020)摘要：在天津市一生态居住小区综合办公楼建立了闭环大地耦合地源热泵系统(GCHP)，对该系统所采用的不同回填材料U型垂直埋管一U型桩埋管和U型井埋管换热器分别进行取热和放热

2、的实验研究，对比分析了这两种埋管方式换热器的换热效果与性能及影响因素。并对这两种埋管方式在短期连续放热运行条件下对周围土壤温度场的影响进行测试分析，得出了这两种埋管换热器的热作用半径。关键词：闭环大地耦合地源热泵；U型桩埋管；U型井埋管；土壤温度场中图分类号：TK529文献标识码：AU型管植入地基桩中，因此U型管的回填材料完0前言全是水泥。水泥的导热性能要优于其它回填材料，闭环大地耦合式地源热泵系统(GCHP)中，地因此可推论U型桩埋管的换热效果将要优于其它下换热器埋管方式主要有水平埋管和垂直埋管方回填材料的U型埋管方式，这一点在本实验中得式。不同埋管方式、回填材料对埋管的换热性能影以

3、充分论证。响是不是的-3J。桩埋管则是最近几年新出现的1实验系统简介一种埋管方式。1980年，Nagelebau公司在澳大利亚首先使用了这种埋管系统。在我国，只有文献本示范工程所采用的闭环大地耦合式地源热泵[4]对桩埋管曾作过一些简要介绍，但未见其它深有三种地下埋管方式：U型桩埋管、U型井埋管入的研究报导。和水平埋管，所有埋管均采用高密度聚乙烯塑料U型垂直埋管GCHP系统具有占地面积小、管。2002年1月在施工现场对U型桩埋管和U型约能源、环境污染小、性能稳定等优点，一直受井埋管建成了一套测温、测流量的现场实验系统，到国内外的广泛关注。我国天津商学院J、重庆见图1。U型桩埋管埋深20m

4、，混凝土桩结构；U建筑大学J、同济大学[、山东建筑工程学院型井埋管埋深20m，回填材料为砂与石屑的混合等单位对U型垂直埋管GCHP系统进行过研究。物。本单位于2003年1月在天津市建筑面积为实验系统由水箱、电加热器、水源热泵机组、3715m2的一生态小区综合办公楼成功建成了水泵、数字温控仪表和数据采集系统等组成。依靠GCHP示范工程系统。在示范工程建设前，本课题阀门切换来实现桩埋管和垂直埋管的实验测试，实组于2002年1月对1口U型桩埋管和2口U型井验系统的冷热量平衡采用水源热泵和电加热器来控埋管换热器分别进行了取热工况和放热工况的实制。放热工况时，地下埋管的放热量由水箱中的电验。该实

5、验为2003年的示范工程建设取得第一手加热器补充，取热工况时地下换热器的吸热量经水实际设计数据和依据，同时也为GCHP系统的实源热泵机组排至室外大气。验研究取得了非常有价值的实际运行数据和结果。数据采集系统包括测温部件铜一康铜铠装热电桩埋管与常规垂直埋管的主要区别在于埋管回偶、工控机、组态王软件和PC机。①测温点共设填材料的不同，桩埋管是在建筑物打地基桩时，将19个，如图2所示，采用铜一康铜热电偶作为测温收稿日期：2002—10—14誓—一rT_维普资讯http://www.cqvip.com6期李新国等：不同回填材料对U型垂直埋管换热性能影响实验研究811元件，其中6个测点(测温点5

6、～10)为这两种换热2两种埋管换热器实验结果与分析器共用，以测试周围土壤温度。桩埋管和U型井埋管换热器垂直方向各埋设4个测点，1个测点用2．1取热实验于测量室外环境温度，其余4个测温点用于测量地2002年2月1日至2月5日，分别对U型桩上水管路进出口温度。②采用工控机和组态王软件埋管和U型井埋管进行了连续24h的取热运行实可以实时的把热电偶的温度数据显示在PC机中，验，见图3a。其中U型桩埋管进口温度约5℃。为数据的处理带来很大的方便。③循环流量通过流流量约稳定在约900L／h，可以看出桩埋换热器运量表来读取。行大约12h后，单位管长换热量基本稳定在口=24w／m。U型井埋管换热器进口

7、水温度约为5℃。流量约1000L／h，U型井埋管的单位管长换热量q在最初时刻与U型桩埋管持平，但下降速度快，连续运行24h后，q已降至18W／m，且波动幅度较大，运行稳定性比U型桩埋管差。U型桩埋管的q下降趋势比较平缓。在连续运行达20h后，q基本稳定在19W／m左右。2．2放热实验2002年2月27日至3月3日，分别对U型桩埋管和U型井埋管进行了放热工况的测试，见图3右。两种换热器进口水温控制在35℃，流量基本稳定在900L／h左右，连续运行