【摘 要】
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地埋管换热器中的传热是一个复杂的、非稳态的传热过程,传热模型的研究一直是地源热泵空调系统的技术难点,也是该项技术研究的核心和应用的基础.相对于传统的解析理论而言,以离散化数值计算为基础的传热模型,可以考虑比较接近现实的情况,但是由于地源井负荷随时间变化,所涉及的时间至少为数月甚至数年,同时埋管布置形式带来了几何上的复杂性,导致这一问题的研究涉及广泛的时间尺度和空间尺度对于这样一个跨越多个时间和空间
【机 构】
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中国科学院地质与地球物理研究所;浙江陆特能源科技股份有限公司 武汉科技大学城市建设学院
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地埋管换热器中的传热是一个复杂的、非稳态的传热过程,传热模型的研究一直是地源热泵空调系统的技术难点,也是该项技术研究的核心和应用的基础.相对于传统的解析理论而言,以离散化数值计算为基础的传热模型,可以考虑比较接近现实的情况,但是由于地源井负荷随时间变化,所涉及的时间至少为数月甚至数年,同时埋管布置形式带来了几何上的复杂性,导致这一问题的研究涉及广泛的时间尺度和空间尺度对于这样一个跨越多个时间和空间尺度的动态传热问题,显然传统的数值计算思路必然要面对庞大的计算规模,若按三维非稳态导热问题进行数值计算将耗费大量的计算时间,如果再考虑对流则困难更大.在当前的计算条件下,用数值计算方法直接进行实际工程问题的设计计算几乎是不可行的,同时对于实际工程问题而言也是不必要的.一个有意义的问题是能否给出高效快速模拟方法,使得模拟结果能够抓住这一问题的关键物理过程,同时计算结果也具有工程要求的精度?基于此,对地埋管—岩土动态耦合换热过程进行详细的物理建模,利用解析解和数值法混合求解的手段描述地埋管运行过程造成的岩土温度动态响应,提出了一种地埋管换热器的高效快速模拟方法,并研制了数值模拟程序CL_GLoop.
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