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垂直U型地埋管换热数值模拟及其设计软件开发

作　者: 李翔
导　师: 唐志伟
学　校: 北京工业大学
专　业: 热能工程
关键词: 地埋管数值模拟间歇运行 G-函数软件开发
分类号: TU831
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

目前国内外在土壤源热泵的应用中,都遇到了一个很大的问题,就是土壤源热泵系统的初次安装费用过高,这也是制约这种系统迅速发展的主要因素。钻凿换热孔和铺设U型地埋管的费用在整个土壤源热泵空调系统的投资中所占比例很大,约有三分之一,直接影响了土壤源热泵系统的成本。对土壤温度场和热泵系统精确的计算以及对地埋管合理的设计,不但可以降低土壤源热泵的成本,还能有效增强热泵机组运行的稳定性,从而保证空调系统的运行以及热泵机组的寿命。本文进行了以下四部分的研究工作:第一,根据动量、能量及连续性方程,建立了数值模拟计算的数学及物理传热模型,并验证模型的准确性。第二,利用fluent对建立好的模拟模型进行全年间歇运行工况计算,并对计算结果做必要分析。第三,采用地源热泵设计中通用的分析方法,将土壤分为钻孔内和钻孔外两个部分,根据柱热源模型的原理,并引入G-函数和脉冲负荷概念。最后,根据所建立的数学模型,利用VB6.0编写了适用于冬季工况和夏季工况的计算设计软件,根据实际工程测试数据进行对比,得出误差范围,并在逐日负荷进行工况下对已有工程设计进行计算,得到全年逐日负荷情况下地埋管出水温度的实际值。本文对地埋管换热数值模拟以及设计软件开发的研究,对地源热泵的优化设计和地源热泵的应用发展具有指导意义,希望本文的研究内容能对地源热泵系统设计有所贡献。

垂直U型地埋管换热数值模拟及其设计软件开发

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