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地源热泵系统地埋换热器热短路问题的研究

石文  
【摘要】: 地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)的高效节能空调系统。与传统空调系统相比,地源热泵空调系统利用可再生能源,具有节能和环保的特点。地源热泵技术在我国已经得到了推广和应用。 如何改善地埋换热器的换热性能一直都是土壤源热泵系统研究的重点和难点。地埋换热器与土壤的换热是一个极其复杂的过程,影响因素有很多,其中发生在U型管两支管间的热短路现象就是一个很重要的因素。所谓热短路,就是指U型管两支管间的热干扰。热短路现象在一定程度上降低了地埋换热器的换热效率。 本文以实际工程为依托,用PHONICS模拟软件建立了与实际工程相对应的数值模型,分别对非保温地埋管和保温地埋管的换热过程进行了数值模拟,得到了不同流量下两种埋管的出口温度随时间的变化。模拟结果验证了热短路现象的存在,通过比较两种埋管的单位井深取热量随时间的变化,进而验证了回水保温措施能否对改善地埋管的取热性能有着积极地作用。本文的研究成果对于地埋换热器的设计起到了一定的借鉴作用,具有广泛的实际应用价值。


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