导读:本文包含了型垂直埋管换热器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:垂直地埋管换热器,地下水渗流,地层热阻
型垂直埋管换热器论文文献综述
罗新梅,聂梦瑶,杨金岭[1]（2018）在《渗流作用下U型垂直地埋管换热器工程设计与应用》一文中研究指出以南昌某地源热泵工程为例,阐述了地埋管管群在地下水渗流作用下的设计计算方法,利用Visual Basic.NET与Matlab语言混合编程进行地埋管换热器设计计算。结果表明地下水渗流的存在不一定能强化地埋管换热器的传热,当地下水渗流速度低、岩土孔隙率大时不利于地埋管散热,而当贝克利数数大、岩土等效导热系数高时有利于地埋管散热。(本文来源于《建筑热能通风空调》期刊2018年11期）
聂梦瑶[2]（2018）在《基于热渗耦合模型的U型垂直埋管换热器传热性能理论与设计研究》一文中研究指出地埋管换热器的传热性能一直是土壤源热泵技术研究的关键。目前,实际应用的地埋管换热器的计算模型大多是基于单一的热传导理论,而没有考虑地下水渗流对其传热性能的影响,从而使地下水丰富区域内的地埋管设计长度偏大,导致初投资及运行费用的增加。因此,本文考虑地下渗流、管群间耦合和动态负荷等因素,结合钻孔外无限长移动线热源模型和无限长线热源模型以及钻孔内一维模型、二维模型和准叁维模型,以Visual Studio为开发平台,采用Visual Basic.NET语言与Matlab语言进行软件混合编程,开发设计了地埋管换热器设计计算应用软件,软件可以实现垂直埋管换热器的基本设计计算功能,包括计算地源热泵工程所需钻孔总长度以及钻孔个数。结果表明,对于钻孔内热阻的计算,准叁维模型计算所得热阻最小,一维模型和二维模型较为接近;而对于钻孔外热阻,有渗流存在模型下的热阻小于无渗流模型下的热阻,这说明地下水渗流在某种程度上可强化换热。由于现有的地下水渗流作用下的地埋管换热器传热解析模型尚不能综合求解管内流体在周围土壤导热与地下水渗流耦合作用下的传热问题,因此本文采用有限长移动线热源作为单钻孔外传热模型,并结合钻孔内单U和双U埋管的准叁维传热模型,以钻孔壁为耦合面,利用迭代方式寻优计算,建立可考虑渗流影响的地埋管钻孔内、外耦合的热渗耦合模型。此外,基于渗流作用下单钻孔的传热模型,考虑管群间耦合、动态负荷等情况,利用迭加原理和阶跃负荷,建立了地埋管管群传热模型和变热流线热源解析模型。结合所建模型,在地埋管换热器设计软件的基础上进一步开发埋管周围土壤温度场计算软件,并将软件模拟值与实测值进行分析比较,验证此软件的准确性和可靠性。采用单位延米换热量和埋管出口水温为评价指标,在夏季工况下研究土壤热物性、回填材料、地下水渗流、渗流速度等因素对埋管群传热性能的影响,并利用所开发软件对埋管群周围土壤温度场进行全年动态模拟计算。结果表明:地下水渗流可有效促进埋管周围土壤的换热,若在地埋管设计过程中,忽略地下水渗流的影响会造成25%的偏差;通过分析不同深度不同半径下全年逐时土壤温度的分布情况发现,管群间的换热干扰对于埋管群中心位置土壤温度分布的影响较为明显,而深度80米以及距管群半径3m范围之外的土壤温度在全年逐时动态负荷下稳定后接近于初始温度,基本不受影响。此外,注入的热量大于提取的热量,表明夏季和冬季的换热量存在一定的不平衡性,从而导致地温略有上升。(本文来源于《华东交通大学》期刊2018-05-22）
程金明,刘阳[3]（2017）在《地下水流动对垂直埋管换热器土壤温度场分布的影响》一文中研究指出为确定地下水渗流对地下埋管换热器周围土壤温度场的影响,基于内热源法建立热渗耦合作用下的数学模型,利用传热模拟得到换热器周围土壤温度场分布,结果表明地下水流动对原温度场影响明显,而且地下水流速越大影响越大。(本文来源于《太阳能学报》期刊2017年10期）
袁亚飞[4]（2017）在《土壤源热泵垂直埋管微肋换热器的强化换热性能研究》一文中研究指出在传统能源面临枯竭和环境污染日益严重的社会大环境下,土壤源热泵这项对地热能开发利用的新技术,凭借其能源储备丰富、环境效益高、节能、稳定可靠等特点正逐渐受到社会各界的高度重视。目前,土壤源热泵技术正处于高度发展和大力推广的阶段,这方面专家学者也正不断深入地对其研究创新。本文将从改变U型管换热器几何结构方面入手,设计一种表面带有微肋的新型换热器,研究其在运行过程中的换热性能,提高浅层地热能开发的效率,这将对节约系统初投资产生深远的影响。本文以国内外研究现状作为出发点,结合土壤结构及其特性,在介绍土壤热物性参数及传热过程的基础上,通过Gambit软件分别建立与实际尺寸相同的带有微肋的新型换热器和不带微肋的换热器叁维换热模型,并对网格离散化后,利用Fluent软件改变参数的设置,模拟计算出非稳态工况下换热器周边土壤温度场的变化,以及热渗耦合作用下各因素对换热器的换热性能的影响情况。通过比较两种换热器的出口水温和单位井深换热量来验证带有微肋的新型换热器换热性能优的特点。根据在夏季工况下的模拟计算结果,表面带有微肋的换热器的换热性能在不同渗流速度、换热器入口流速、土壤孔隙率、土壤导热系数、土壤比热容下均要优于不带肋的换热器;地下水渗流不仅与换热器间通过对流换热带走热量,还能有效的削弱土壤中热堆积现象对换热器换热的阻碍作用,较大的渗流速度能够更快,更有效的带走土壤中积蓄的热量,有利于换热器与周边土壤间的换热;在渗流速度为30m/a时,孔隙率越小,换热器与土壤间换热效果越好;随入口流速增大,换热器与土壤间总的换热量在一定程度上有所提升,但出口水温却有所上升,同时循环水泵会消耗更多的能量;土壤导热系数或比热容越大,换热器与土壤间的换热效果越好,但在渗流速度较大的情况下,通过增加土壤导热系数或比热容提升换热器换热性能的效果有所降低。本课题通过设计一种单U型肋状翅片管,以达到强化传热的目的,节省了系统的初期总投资成本。并对其在各种工况下的研究分析,为土壤源热泵系统的设计优化提供了理论上的支持,有助于其在实际工程中的应用。(本文来源于《长安大学》期刊2017-05-20）
马凤凤[5]（2016）在《土壤源热泵垂直埋管换热器的换热性能研究》一文中研究指出在能源和环境的双重危机下,土壤源热泵作为一种环保节能的绿色新技术,目前正处于高速发展阶段。地埋管换热器为土壤源热泵技术研究领域的核心,研究并强化其换热性能具有非常重要的意义。经研究表明,垂直U型地埋管换热器能够节约用地,更适合我国人均土地占有面积小的基本国情。因此,本文主要研究土壤源热泵系统中垂直U型地埋管换热器的换热性能。本文针对利用土壤、地表水、地下水、甚至城市污水中的低品位热能作为供热源和排热汇的地源热泵,对土壤、地下水(或地表水、城市污水等)与地源热泵地埋管中的水流之间的传热耦合性能进行理论研究,以强化传热为目的,阐述了与土壤源热泵系统相关的理论分析,并对土壤源热泵系统中垂直U型地埋管换热器的强化传热性能进行数值模拟。首先利用Gambit软件建立起跟实际工程比例相同的垂直U型地埋管换热器与周围土壤的叁维传热模型,对其网格划分进行离散后,导入Fluent软件中进行模拟计算。文中采用西安地区的土壤热物性参数进行了稳态与非稳态工况下的数值模拟分析。在冬、夏季稳态工况计算结果理想的基础上,再进行非稳态工况下的模拟计算,这对CFD软件中建立的模型起到了验证作用。由于夏季与冬季工况下的模拟分析类似,文中主要针对夏季非稳态工况进行模拟计算。首先研究地下水渗流速度和土壤孔隙率对换热器换热性能的影响,得出地下水渗流可以促进换热器的换热,当渗流速度为30m/a(9.5129×10~(-7m)/s)时,土壤孔隙率的增大会削弱换热器与土壤的换热。其次分别在无渗流和渗流工况下深入研究水的入口流速、土壤导热系数和比热容对换热器性能的影响,结果表明,入口流速的增大可以提高换热器的换热能力,建议垂直U型地埋管换热器内水的入口流速在0.6~1.2m/s范围内选取;导热系数大的土壤利于热泵运行,但随着导热系数的增加,单位井深换热量增加的幅度不断降低;土壤比热容对换热的影响与导热系数类似,但其影响力远不如导热系数;此外,地下水渗流能够促进入口流速对换热器换热的影响,同时会削弱导热系数和比热容对换热的影响。然后进一步研究导热系数和比热容分层的情形,分析表明,均质土壤中换热器的换热效果最好。最后针对系统运行工况进行详细研究,得出间歇运行方式能够提高换热器的换热效率。本文的研究旨在为土壤源热泵实际工程应用提供一定程度的理论依据。(本文来源于《长安大学》期刊2016-05-03）
王欣,杜震宇,吕植东[6]（2016）在《寒冷地区垂直埋管换热器供暖期岩土体温度场研究》一文中研究指出为了研究寒冷地区单U型垂直埋管换热器供暖期岩土体温度场,结合某实际工程,通过40个防护型一线式温度传感器对岩土体温度进行了监测。对监测数据进行修正并分析后得出,地下水渗流能增强热对流,使得岩土体温度变化率升高,这对于地源热泵系统的运行是一个有利的条件;间歇运行可以有效缓解系统连续运行对岩土体温度场产生的不良影响,对于提高热泵系统性能具有重要作用;岩土体温度受到了地下热传导向上的热量补给的影响,因此在模拟计算时不宜将换热井底部设为恒温边界或者绝热边界,应将其作为动态边界条件处理,同时浅层岩土体温度受太阳辐射影响较大,计算时这部分热量也是不能忽略的。(本文来源于《太原理工大学学报》期刊2016年01期）
张美玉[7]（2015）在《严寒地区土壤源热泵U型垂直埋管换热器换热性能及影响因素研究》一文中研究指出随着社会各方面的发展,人类对能源的需求也随之增大,能源对发展的制约和对环境的影响也逐渐显露出来,今时今日化石能源渐渐无法满足社会对于绿色能源的需要。土壤源热泵作为一种具有清洁环保、无污染、可再生的特点的绿色空调系统,符合我国能源与环境的可持续发展大方向,是当前解决能源问题的研究热点。本文以土壤源热泵地埋管换热器为研究对象,基于实际应用对土壤源热泵垂直埋管换热器建立了几何模型和数学模型,并使用CFD软件对建立的模型进行模拟分析和数值计算。其次,运用该模型对地埋管换热器的热短路几种可能的影响因素进行了模拟运算和理论分析。接着,针对热短路问题对换热器效率造成的不利影响,提出了在U形地埋管换热器出水支管敷设保温层的优化方案。优化土壤源热泵单U型地埋管换热器以高效的利用地热能是本文的主要研究目的,主要如下几方面开展工作：(1)本文详细阐述了土壤源热泵垂直单U形埋管换热器的研究背景、研究意义和国内外发展现状,明确了优化土壤源热泵换热效率的重要性,并把地埋管换热器换热效率的影响因素结合热短路问题进行分析。埋管深度,回填材料,流体流速都是影响地埋管换热器效率重要因素。埋管深度越深,流体与周围土壤进行热交换的时间越久,出水温度越高。流体流速越大,流体与周围土壤进行热交换就越不充分,出水温度越低。回填材料导热系数越大,换热器出水温度越高,换热效率越大。(2)模拟不同情况下的换热器运行,详细分析了几种单一变化因素对热短路问题的影响效果。埋管深度的越深,热短路现象越明显。流速较低时,热短路对换热器效率的影响效果更为明显。回填材料导热系数越大,单位井深换热量越大,但热短路现象也更加明显。不同浓度的乙二醇防冻液对于热短路现象的影响并不大,基于经济性考虑,应当在满足防冻要求的前提下尽量选择乙二醇浓度较低的防冻液。同时对不同入水流速对于土壤温度分布的影响也进行了分析。(3)对地埋管换热器出水支管保温与不保温的两种情况进行了对比,得出增设保温层对换热器的换热效率是有利的。对不同长度、厚度、材料的保温层分别进行了模拟,综合考虑施工、经济性、对换热效率的提高能力进行分析,评价敷设不同尺寸、材料保温层的对换热效率的影响效果。(4)从经济、节能和环保等方面综合考虑,分析了一系列评价土壤源热泵系统的方向,建立土壤源热泵系统研究考虑方向,并对未来的研究方向进行了展望。节能性通过季节系统能效比、能源利用系数来评价。经济性通过计算初投资、运营费用、静态(动态)投资回收年限进行评价。环保效益通过温室气体、烟尘减排量两方面进行评价。针对严寒地区某别墅供暖(冷)的案例设计了地源热泵系统和传统空调系统两套方案,并将两方案是经济性进行了分析和对比。本文用数值模拟方法对热短路问题、影响地埋管换热器换热效率和土壤温度分布的几种因素、以降低热干扰影响为目的对地埋管换热器出水管合理增设保温层的尺寸、材料几方面进行深入研究。课题的研究结论对在严寒地区土壤源热泵的技术改良、工程应用和设计等方面提供数据与意见,本文的研究成果将为在严寒地区土壤源热泵的推广使用提供参考。(本文来源于《哈尔滨商业大学》期刊2015-06-01）
杜亚星[8]（2015）在《地源热泵地下垂直埋管换热器的换热研究》一文中研究指出现如今,能源短缺已成为社会的首要问题之一,地源热泵以其优越的节能环保的特性得到了越来越多的应用。因此,对于地源热泵的性能研究也是人们首要关心的问题之一。而地下换热器是地源热泵换热的重要部件,直接影响到地源热泵整个系统的运行性能。由此,本文主要从叁个不同的角度对地源热泵地下换热器的换热性能进行研究。换热热阻直接影响到地源热泵地下换热器的换热性能,因此本文利用地源热泵单U地埋管二维换热模型,以钻孔内的换热热阻为目标函数,以回填材料导热系数、两埋管间距及管内水流速等参数为优化变量,利用遗传算法,对各参数同时变化时进行了目标函数优化,并分析了各参数对热阻性能影响。研究得出在钻孔孔径和埋管管径组合一定的情况下,当回填材料导热系数、两埋管间距及管内流体流速均为最大值时,钻孔内换热热阻达到最优。用单U、双U地埋管地源热泵准叁维换热模型,以能效系数及效率为评价指标,通过Matlab自编程序,计算出流体出口温度,并利用流体进口温度、流体质量流量、埋管深度等分析了这些影响参数对单U及双U埋管换热器的换热性能的影响。研究得出双U地埋管换热器的能效系数及效率均高于单U地埋管换热器。利用FLUENT数值模拟软件建立起一个二维有限体积的模型,瞬态模拟了单U埋管换热器管壁不同时刻的温度响应。单U埋管换热器的两个支管的温度响应由地埋侧的传热平衡方程进行求得,并通过FLUENT中的UDF编写程序得以实现。研究得出当使用下降管与上升管换热量所占的比例分别为60%与40%时来分析地下换热时更接近实际情况。不同的连续运行时间对地温的恢复有着不同的影响,连续运行的时间越长,地温恢复到原始温度所需要的时间也就越长。(本文来源于《湖南大学》期刊2015-05-27）
张琳琳,赵蕾,杨柳[9]（2015）在《渗流作用下垂直埋管换热器钻孔内外耦合传热计算与分析》一文中研究指出为了研究渗流对地埋管换热器性能的影响,综合多孔介质中移动有限长线热源与钻孔内准叁维传热模型建立了地埋管换热器钻孔内、外非稳态耦合传热的解析模型,并通过热响应试验数据验证了耦合模型的正确性。探讨了渗流作用下埋管出口水温及其周围土壤温度动态响应的变化规律,利用埋管换热能效系数和单位井深换热量两个指标的变化评估了渗流对埋管换热器传热性能的影响。结果表明:不同类型的土壤中埋管传热性差别较大,若忽略渗流速度较大的砂砾层中渗流的影响将导致其中埋管的单位井深换热量设计偏差高达41%;渗流对埋管散热起到促进作用且散热达到稳定所需的时间随渗流速度增大而缩短;推荐采用埋管的进口质量流量流速大于0.4kg·s1,但不宜过大;埋管进口温度对换热能效系数的影响可忽略。并对典型水文条件下各土壤中渗流对串联管群的换热能效系数的影响进行了对比,指出地下管群环路的换热能效系数由土壤物性、渗流速度及串联埋管的钻孔数量共同决定的。(本文来源于《化工学报》期刊2015年04期）
刘永,柏祥华[10]（2014）在《U型垂直地埋管换热器性能的影响因素分析》一文中研究指出为了了解不同的设计参数对于换热器性能的影响,本文通过建立流体力学叁维模型模拟了管长60~200m的地埋管换热器性能。研究结果显示,流体进口温度、流体速度和初始地下温度都对换热器性能有显着的影响,考虑到热通量和压降2个因素,推荐流速为0.5m/s。回填物和土壤的密度及比热对性能的影响小于导热率的影响。文中开发了一个简单的数学模型用于预测回填物和土壤,比热和导热率以及热通量的影响,预测结果与CFD结果高度符合。当换热器的长度从60m增加到200m,热通量下降,影响半径也变小。(本文来源于《流体机械》期刊2014年12期）
型垂直埋管换热器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
地埋管换热器的传热性能一直是土壤源热泵技术研究的关键。目前,实际应用的地埋管换热器的计算模型大多是基于单一的热传导理论,而没有考虑地下水渗流对其传热性能的影响,从而使地下水丰富区域内的地埋管设计长度偏大,导致初投资及运行费用的增加。因此,本文考虑地下渗流、管群间耦合和动态负荷等因素,结合钻孔外无限长移动线热源模型和无限长线热源模型以及钻孔内一维模型、二维模型和准叁维模型,以Visual Studio为开发平台,采用Visual Basic.NET语言与Matlab语言进行软件混合编程,开发设计了地埋管换热器设计计算应用软件,软件可以实现垂直埋管换热器的基本设计计算功能,包括计算地源热泵工程所需钻孔总长度以及钻孔个数。结果表明,对于钻孔内热阻的计算,准叁维模型计算所得热阻最小,一维模型和二维模型较为接近;而对于钻孔外热阻,有渗流存在模型下的热阻小于无渗流模型下的热阻,这说明地下水渗流在某种程度上可强化换热。由于现有的地下水渗流作用下的地埋管换热器传热解析模型尚不能综合求解管内流体在周围土壤导热与地下水渗流耦合作用下的传热问题,因此本文采用有限长移动线热源作为单钻孔外传热模型,并结合钻孔内单U和双U埋管的准叁维传热模型,以钻孔壁为耦合面,利用迭代方式寻优计算,建立可考虑渗流影响的地埋管钻孔内、外耦合的热渗耦合模型。此外,基于渗流作用下单钻孔的传热模型,考虑管群间耦合、动态负荷等情况,利用迭加原理和阶跃负荷,建立了地埋管管群传热模型和变热流线热源解析模型。结合所建模型,在地埋管换热器设计软件的基础上进一步开发埋管周围土壤温度场计算软件,并将软件模拟值与实测值进行分析比较,验证此软件的准确性和可靠性。采用单位延米换热量和埋管出口水温为评价指标,在夏季工况下研究土壤热物性、回填材料、地下水渗流、渗流速度等因素对埋管群传热性能的影响,并利用所开发软件对埋管群周围土壤温度场进行全年动态模拟计算。结果表明:地下水渗流可有效促进埋管周围土壤的换热,若在地埋管设计过程中,忽略地下水渗流的影响会造成25%的偏差;通过分析不同深度不同半径下全年逐时土壤温度的分布情况发现,管群间的换热干扰对于埋管群中心位置土壤温度分布的影响较为明显,而深度80米以及距管群半径3m范围之外的土壤温度在全年逐时动态负荷下稳定后接近于初始温度,基本不受影响。此外,注入的热量大于提取的热量,表明夏季和冬季的换热量存在一定的不平衡性,从而导致地温略有上升。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
型垂直埋管换热器论文参考文献
[1].罗新梅,聂梦瑶,杨金岭.渗流作用下U型垂直地埋管换热器工程设计与应用[J].建筑热能通风空调.2018
[2].聂梦瑶.基于热渗耦合模型的U型垂直埋管换热器传热性能理论与设计研究[D].华东交通大学.2018
[3].程金明,刘阳.地下水流动对垂直埋管换热器土壤温度场分布的影响[J].太阳能学报.2017
[4].袁亚飞.土壤源热泵垂直埋管微肋换热器的强化换热性能研究[D].长安大学.2017
[5].马凤凤.土壤源热泵垂直埋管换热器的换热性能研究[D].长安大学.2016
[6].王欣,杜震宇,吕植东.寒冷地区垂直埋管换热器供暖期岩土体温度场研究[J].太原理工大学学报.2016
[7].张美玉.严寒地区土壤源热泵U型垂直埋管换热器换热性能及影响因素研究[D].哈尔滨商业大学.2015
[8].杜亚星.地源热泵地下垂直埋管换热器的换热研究[D].湖南大学.2015
[9].张琳琳,赵蕾,杨柳.渗流作用下垂直埋管换热器钻孔内外耦合传热计算与分析[J].化工学报.2015
[10].刘永,柏祥华.U型垂直地埋管换热器性能的影响因素分析[J].流体机械.2014