垂直地埋管传热相干性数值模拟研究.pdfVIP

62 FLUID MACHINERY Vo1．40，No．9，2012 文章编号： 1005—0329(2012)09—0062～05 垂直地埋管传热相干性数值模拟研究 袁 瑷，王 瑾，柳建华，李 振 (上海理工大学 ，上海 200093) 摘 要：通过分析地埋管换热器的传热特性，建立了地源热泵地埋管换热器数学物理模型，利用FLUENT软件对其换 热器的传热相干性进行了数值模拟 ，在此基础上，通过对夏季制冷工况的模拟与实测，得到不同埋管间距周围的土壤温 度沿径向的变化规律及地埋管传热相干性的影响规律。 关键词：地源热泵；地埋管间距；数值模拟；传热相干性 中图分类号： TQ051．5 文献标识码 ： A doi：10．3969／j．issn．1005—0329．2012．09．014 NumericalSimulationonCoherentEffectsofVerticalBuriedTubeHeatExchanger YUANYuan，WANGJin，LIU Jian-hua，LIZhen (UniversityofShanghaiforScienceTechnology，shanghai200093，China) Abstract： Withtheestablishmentofmathematicalandphysicalmodelandnumerical simulationofverticaltubebyFLUENT， characteristicsofburiedtubeheatexchangerofgroundsourceheatpump(GSHP)wasanalyzed．Basedonthisinformation，corn- binedwiththesimulationandmeasurementof summercoolingcondition，thelawof differentburiedtubeheatspaceontheradial variationof soiltemperatureandcoherenteffectsof buriedtubesheattransferweregot． Keywords： GSHP；buriedtubeheatspace；numerical simulation；coherenceeffects 1 前言 本文选用垂直 U型地埋管换热器为分析对 象进行传热数值模拟研究，并用实测数据进行验 地源热泵利用浅层可再生地热能作为热源， 证 。 具有节能、运行安全高效、无污染物排放，使用广 泛等优点，已成为 21世纪最引人关注的技术之 2 地埋管换热器传热模型及数值模拟 一 ， 并被列入可再生能源 的应用范畴…。采用土 壤无限大蓄热体作为热泵热源，使地源热泵的运 目前对地源热泵的研究集中在地埋管换热器 行工况稳定高效，因此地源热泵技术的广泛运用 的换热机理、强化换热及热泵系统与地埋管换热 具有 良好的前景 J。垂直地埋管换热器较水平 器匹配等方面，大多是建立稳定传热模型对地源 埋管换热器节省土地资源、温度稳定，更适合我国 热泵地埋管换热系统进行研究，把土壤源视为无 人多地少的国情，成为 目前地源热泵技术研究的 限大热源的角度进行分析 。吴玉庭等采用 CFD 重点 引。垂直地埋管换热器是地源热泵系统 软件对冬夏不同工况下，不同因素对 u型地埋管 与土壤、地下水或地表水进行热交换的装置，是地 换热器传热量的影响进行了数值模拟研究¨；吕 源热泵系统的核心部件，其性能好坏直接影响地 丽霞通过建立垂直u型地埋管换热器周围土壤 源热泵系统的性能优劣。应用数值模拟方法，建