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地源热泵U型埋管换热器传热性能与实验研究

余乐渊  
【摘要】:地源热泵系统由于其高效、节能、环保的特性,近年来日益得到人们的重视和推广。本文着眼于地源热泵U型埋管换热器的传热性能研究,针对U型埋管换热器的传热特点,将其传热过程处理为深度方向上的一维传热和水平面上的二维传热,建立了传热模型。在水平面上的二维传热计算中,分别对U型埋管的两支管脚的传热方程进行了离散化处理,采用数值计算方法,编制了计算机程序,最后采用迭加原理得到了U型埋管的总体传热结果。并对U型埋管换热器的传热性能进行了研究,通过计算得到了不同土壤物性、地埋换热器内循环水流量、回填物导热系数、U型埋管管脚间距对地埋换热器的传热性能及土壤温度场的影响。此外,本文对地埋换热器的设计提出了改进的建议。 在理论研究的基础上,结合梅江生态小区综合办公楼地源热泵系统,进行了冬、夏两季供热空调实验研究,得到了地源热泵U型埋管的传热性能参数、U型埋管周围土壤温度场变化规律及地源热泵系统循环性能,并将实验结果与理论分析进行了比较,验证了模型的正确性。 本文对梅江生态小区综合办公楼的夏季冷负荷进行了计算与分析,并与实验结果进行了比较,证明了地源热泵系统能够满足用户需求,具有更大规模应用的前景。


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