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1、62FLUIDMACHINERYVo1．40，No．9，2012文章編號(hào)：1005—0329(2012)09—0062～05垂直地埋管傳熱相干性數(shù)值模擬研究袁璦，王瑾，柳建華，李振(上海理工大學(xué)，上海200093)摘要：通過分析地埋管換熱器的傳熱特性，建立了地源熱泵地埋管換熱器數(shù)學(xué)物理模型，利用FLUENT軟件對(duì)其換熱器的傳熱相干性進(jìn)行了數(shù)值模擬，在此基礎(chǔ)上，通過對(duì)夏季制冷工況的模擬與實(shí)測(cè)，得到不同埋管間距周圍的土壤溫度沿徑向的變化規(guī)律及地埋管傳熱相干性的影響規(guī)律。關(guān)鍵詞：地源熱泵；地埋管間距；數(shù)值模擬；傳熱相干性中圖分類號(hào)：TQ051．5文獻(xiàn)標(biāo)
2、識(shí)碼：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2012．09．014NumericalSimulationonCoherentEfectsofVerticalBuriedTubeHeatExchangerYUANYuan，WANGJin，LIUJian-hua，LIZhen(UniversityofShanghaiforScience&Technology，shanghai200093，China)Abstract：Withtheestablishmentofmathematicalandphysicalmodelandnum
3、ericalsimulationofverticaltubebyFLUENT，characteristicsofburiedtubeheatexchangerofgroundsourceheatpump(GSHP)wasanalyzed．Basedonthisinformation，corn-binedwiththesimulationandmeasurementofsummercoolingcondition，thelawofdiferentburiedtubeheatspaceontheradialvariationofsoiltempera
4、tureandcoherentefectsofburiedtubesheattransferweregot．Keywords：GSHP；buriedtubeheatspace；numericalsimulation；coherenceeffects1前言本文選用垂直U型地埋管換熱器為分析對(duì)象進(jìn)行傳熱數(shù)值模擬研究，并用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)地源熱泵利用淺層可再生地?zé)崮茏鳛闊嵩?，證。具有節(jié)能、運(yùn)行安全高效、無污染物排放，使用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，已成為21世紀(jì)最引人關(guān)注的技術(shù)之2地埋管換熱器傳熱模型及數(shù)值模擬一，并被列入可再生能源的應(yīng)用范疇?。采用土壤無限大蓄熱體作為
5、熱泵熱源，使地源熱泵的運(yùn)目前對(duì)地源熱泵的研究集中在地埋管換熱器行工況穩(wěn)定高效，因此地源熱泵技術(shù)的廣泛運(yùn)用的換熱機(jī)理、強(qiáng)化換熱及熱泵系統(tǒng)與地埋管換熱具有良好的前景J。垂直地埋管換熱器較水平器匹配等方面，大多是建立穩(wěn)定傳熱模型對(duì)地源埋管換熱器節(jié)省土地資源、溫度穩(wěn)定，更適合我國(guó)熱泵地埋管換熱系統(tǒng)進(jìn)行研究，把土壤源視為無人多地少的國(guó)情，成為目前地源熱泵技術(shù)研究的限大熱源的角度進(jìn)行分析。吳玉庭等采用CFD重點(diǎn)引。垂直地埋管換熱器是地源熱泵系統(tǒng)軟件對(duì)冬夏不同工況下，不同因素對(duì)u型地埋管與土壤、地下水或地表水進(jìn)行熱交換的裝置，是地?fù)Q熱器傳熱量的影響進(jìn)行了數(shù)值模
6、擬研究¨；呂源熱泵系統(tǒng)的核心部件，其性能好壞直接影響地麗霞通過建立垂直u型地埋管換熱器周圍土壤源熱泵系統(tǒng)的性能優(yōu)劣。應(yīng)用數(shù)值模擬方法，建非穩(wěn)態(tài)傳熱模型，模擬并對(duì)比分析了地埋管周圍立地埋換熱器與土壤間的傳熱數(shù)學(xué)模型模擬傳熱土壤溫度場(chǎng)的分布情況¨釗；紀(jì)世昌等對(duì)垂直U型過程，并以實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證，具有普適性。地埋管換熱器管群間的熱干擾情況進(jìn)行了研收稿日期：2012—02—27修稿日期：2012-08—09基金項(xiàng)目：上海市教育委員會(huì)重點(diǎn)學(xué)科資助項(xiàng)目(J5o502)；2010年上海市研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目(JWCXSL1102)2012年第40卷第9期流體機(jī)械
7、63究¨’J。而與地源熱泵地埋管換熱器相關(guān)的土壤傳熱，無內(nèi)熱源情況一f：不司壓縮管內(nèi)湍流流動(dòng)，其源全年的溫度變化對(duì)地源熱泵的換熱性能的研究控制微分方程包括連續(xù)性方程、能量方程、動(dòng)量方較少，本文對(duì)U型地埋管換熱器鉆孔周圍土壤在程、湍流耗散方程以及湍動(dòng)能方程、管內(nèi)對(duì)流換熱夏季運(yùn)行工況下的傳熱機(jī)理及變化趨勢(shì)模擬分的控制方程、回填土和土壤中的傳熱控制方程，依析，應(yīng)用數(shù)值模擬的方法，建立地埋管換熱器與土次為：壤問的傳熱數(shù)學(xué)物理模型，模擬任意時(shí)刻、任意半+(P)=0(1)徑和深度處不同埋管間距土壤的傳熱過程，分析地埋管換熱器傳熱相干性影響情況，得出了不同m一
8、挈a+(、puh)埋管間距與熱泵運(yùn)行供冷天數(shù)變化的關(guān)系，并以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。：[(+)Vh]一g，(2)UP2．1數(shù)學(xué)物理模型地埋管換
