论文部分内容阅读
本文利用FLUENT软件对U型管换热器进行传热模拟计算，为换热器的工程设计提供依据，研究的重点是水流速度，进水温度，管径以及钻井深度这几个参数对U型管换热器传热性能和效率的影响。首先利用GAMBIT建立与实际几何模型一致的地源热泵U型管换热器的三维模型，在FLUENT软件中对换热器与土壤之间的换热过程进行了模拟计算，并将模拟值与实验值进行了对比，验证了模型的可靠性。同时还分析了在U型管换热器运行过程中土壤，管内水和回填土的温度场变化规律，增大水流速度，进水温度和管径，减小钻井深度时均会使U型管周围土壤温度增加，提供了U型管换热器运行过程中土壤温度场的变化规律。其次得到了单位井深换热量和进出口压差的变化规律，指出U型管换热器在运行时提高换热性能以及减小能量损失的方法，为了更直观的考察U型管换热器节能情况，本文定义了地源热泵U型管换热器效率的计算公式，研究表明，增大进水温度，减小钻井深度和水流速度能有效提高U型管换热器效率，其中水流速度对效率影响很大，在满足换热需求的情况下应使流速小于0.3m/s，在相同流量下增大管径能提高换热器效率，在不同流速下管径对效率的影响出现波动。同时U型管换热器在应用时还需充分考虑地区影响，本文通过分析发现在北京和武汉地区U型管换热器比在广州时具有更高的效率，为U型管换热器的节能设计提供了参考。