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《地源熱泵地中換熱器的非穩(wěn)態(tài)傳熱數(shù)值研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、維普資訊http://www.cqvip.com第26卷第1期可再生能源V01.26N0.】2008年2月RenewableEnergyResourcesFeb.2008地源熱泵地中換熱器的非穩(wěn)態(tài)傳熱數(shù)值研究唐志偉,金楠,閏桂蘭(1.北京工業(yè)大學環(huán)境與能源工程學院,北京100022;2.天津市建筑設(shè)計院機電設(shè)備二所,天津300000)摘要:豎直U型管經(jīng)常被用做地源熱泵的地下?lián)Q熱器。文章建立了三維數(shù)值模型模擬U型管內(nèi)的流動和地下耦合非穩(wěn)態(tài)傳熱。使用商業(yè)軟件GAMBIT和FLUENT構(gòu)造數(shù)值模型并進行數(shù)值模擬。為了驗證模型的有效性,將U型管出口水溫的模擬結(jié)果與實測數(shù)據(jù)進行了比較:運行中出口
2、水溫模擬值稍大于實驗值,隨著運行時間的增加,兩者相差越來越小。該結(jié)果顯示,對于長時間運行的熱泵系統(tǒng),此模型的模擬數(shù)據(jù)更加真實可靠關(guān)鍵詞:地源換熱器:U型管;數(shù)值模擬:傳熱中圖分類號:TK523文獻標志碼:A文章編號:l67l一5292(2008)0l一0055—04NumericalstudyonunsteadyheattransferofundergroundheatexchangerofGCHPTANGZhi—wei,JINNan,YANGui—lan(1.CollegeofEnvironmentandEnergyEngineering,BeijingUniversityofTec
3、hnology,Beijing100022;China;2.TianjinArchitectureDesignInstitute,theSecondElectromechanicalEquipmentBureau,Tianjin300000:Ghina)Abstract:VerticalU-tubesareusuallyusedasundergroundheatexchangersinground—coupledheatpumps(GCHP).Three—dimensionalnumericalmodelsareconstructedtosimulatetheflowinvertica
4、lU—tubesandtosimulateunderground—coupledunsteadyheattransfer.Commercialsoft—ware,GAMBITandFLUENT。areusedtoconstructnumericalmodelsandtocarryoutnumericalsimulation.Toverifythevalidityofthemodels.simulationresultsoftheU—tubeoutletwaterten—peraturearecomparedwithactualtestdata.Thesimulationresultsa
5、reslightlyhigherthantheac—tualtestdataintheoperation;furthermorethedifferenceswillbesmallerandsmalleralongwiththeincreasingoftherunningtime.Theresultsshowedthat。thesimulationresultsofthenumericalmodelsaremorereliablefortheU-tubeinlong—termoperation.Keywords:ground-coupledheatexchanger;U-tube;num
6、ericalsimulation;heattransfer0引言U型管視為柱熱源。通過實驗研究和數(shù)學推導,他土壤的溫度在冬季比室外空氣溫度高,在夏們發(fā)現(xiàn)了U型管單支管的外徑D和等效柱熱源季比室外空氣溫度低。以土壤為換熱源的熱泵比直徑D的聯(lián)系系數(shù)為1.0~1.662,平均值為1.3t”。以室外空氣為換熱源的熱泵的工況更理想。豎直1995年.YianGu和DennisLO’Neal用分析法求U型管具有結(jié)構(gòu)簡單和占地空間少的優(yōu)點。被廣解等效于U型管的柱熱源.得到近似分析解嘲。泛用作地源熱泵工程的地源換熱器。1998年,YianGu推導出等效圓柱直徑D取決于為了弄清地埋U型管的換熱能力和與其換
7、U型管單支管的外徑D和兩管中心距的結(jié)論l3l。熱土壤的溫度場。研究者一直在對U型管傳熱的1997年.SteveP.Rottmayer等人用柱坐標的網(wǎng)格數(shù)學模型進行研究,等效法在此研究領(lǐng)域中被廣代替U型管形狀,得到了一種新的等效模型。泛使用。1986年,VCMei和CJEmerson將豎直2001年.周業(yè)素建立了使用經(jīng)驗公式計算水和等收稿日期:2006—11—28。作者簡介:唐志偉(1966一),男,湖南邵陽人,博士,副教授,主要從事水源熱泵和地