单井循环地下水源热泵换热特性cfd模拟与验证-ingentaconnect.pdfVIP

第 31 卷 第 24 期 农 业 工 程 学 报 Vol.31 No.24 2015 年 12 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Dec. 2015 201 单井循环地下水源热泵换热特性 CFD 模拟与验证 1 2 2 宋 伟 ，倪 龙 ，姚 杨 （1.北方工业大学土木工程学院，北京 100144 ； 2. 哈尔滨工业大学市政环境工程学院，哈尔滨 150090 ） 摘 要：针对单井循环地下换热系统 CFD 模拟研究的不足，建立了该系统多区域耦合的 CFD 模型用于研究其地下水流 动和换热特性。结果表明，循环单井、抽灌同井和填砾抽灌同井 CFD 模型的抽水温度和含水层特征点温度模拟结果均与 试验测试结果吻合较好，3 种热源井 25 min 的累计取热量相对误差分别为 12.1%、3.0%和 8.2%。所建立的 3 种热源井 CFD 模型可以用于分析和预测实际单井循环地下换热系统中热源井特性、含水层流场和温度场的变化情况，并能提供较为准 确的模拟数据。 关键词：热泵系统；井；热交换器；多区域耦合；CFD doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.24.030 中图分类号：TK529 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2015)-24-0201-06 宋 伟，倪 龙，姚 杨. 单井循环地下水源热泵换热特性 CFD 模拟与验证[J]. 农业工程学报，2015，31(24)：201－ 206. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.24.030 Song Wei, Ni Long, Yao Yang. CFD simulation and verification of heat exchanger characteristic for single well cycling groundwater heat pump[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(24): 201 －206. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.24.030 性能[16] 、水平式土壤源热泵特性[17-18] 、低能耗建筑的室 0 引 言 [19] [20] 内环境 、房屋与土壤间的换热特性 、温室中的温湿 单井循环地下换热系统目前共存在循环单井、抽灌 度分布[21-22] 、热管的内部流场分析[23-24]等。虽然，CFD 同井和填砾抽灌同井3 种热源井形式[1] 。3 种热源井均是 软件在很多领域被广泛应用[25-28] ，并取得了丰硕的成果， 从含水层同一水平位置不同深度段取水和回水。从热源 但由于单井循环地下换热系统结构的复杂性，采用 CFD 井构造角度上看，循环单井采用的是基岩含水层中的裸 模拟研究其特性的相关文