地埋管换热器传热特性模拟与试验研究.pdfVIP

2015年第 43卷第 1期 流 体 机 械 文章编号： 1005—0329(2015)01—0001—06 地埋管换热器传热特性模拟与试验研究 杜诗民，刘业凤，艾永杰，李 续，马俊琳 (上海理工大学，上海 200093) 摘 要 ： 利用土壤源热泵试验系统 ，进行不同埋管间距下夏季连续运行试验 ，用 FLUENT软件建立竖直U型地埋管换 热器与土壤问的传热模型，对不同管问距的u型地埋管周围土壤温度场和地埋管换热器传热特性进行了数值模拟 ，将数 值模拟结果与试验数据进行对比分析。通过分析，得到了不同埋管间距对土壤源热泵系统性能的影响大小 ，以及地埋管 周围土壤温度场的变化对地埋管换热器换热性能影响规律 ，验证了所建立的模型和所用模拟条件的正确性。 关键词：土壤源热泵 ；地埋管换热器；数值模拟；土壤温度 ；传热特性；试验研究 中图分类号：TH137；TK172 文献标志码 ：A doi：10．3969／j．issn．1005—0329．2015．01．001 NumericalSimulationandResearchonThermalPropertyofVerticalBuriedTubeHeatExchanger DUShi—rain，LIUYe—feng，AIYong-jie，LIXu，MAJun—lin (UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China) Abstract： Basedontheexperimentalgroundsourceheatpumpsystem，researchesofsummercontinuousoperationunderdiffer- entexperimentalboreholespacingwasdone．A verticalU—shapedgroundheattransfermodeloftheheatexchangerandthesoil wasestablishedbyFLUENT software．Characteristicsofthesoiltemperaturefieldaroundthetubeofgroundheatexchangerand numericalsimulationwithdifferentU—tubedifferentburiedtubespacewereanalyzed．Afterthat，experimentaldataandsimulation resultswerecompared．Performanceaffectswithdifferentburiedtubespaceandtheinfluenceofheattransferperformanceofverti- calburiedtubeheatexchangerwithsoiltemperaturechangeswereanalyzed．Thecorrectnessofmodelestablishedandsimulate conditionsusedwasverified． Keywords： rgoundsourceheatpumpsystem ；ve~icalburiedtubeheatexchanger；numericalsimulation；soiltemperature；ther- malprope~y：experiment 1 前言 传热特性的研究是 目前研究的热点之一。目前， 大多数对土壤源热泵的研究集中在稳定传热模型 土壤源热泵是利用地下土壤温度全年相对稳 上 娟J，而地埋管周围土壤温度变化对土壤源热 定的特性，通过深埋于建筑物周围的换热管路和 泵换热性能影响的研究则较少 J。本文利用上 热泵系统来与建筑物 内部进行热交换，从而达到 海理工大学土壤源热泵试验系统，进行不同埋 为建筑物制冷和供暖 目的的空调系统，因其具有