【摘要】：能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，人類的生存和社會的發(fā)展都離不開能源。世界各國經(jīng)濟快速發(fā)展和人們生活水平逐步提高的同時，能源緊缺問題日益突顯。因此能源的可持續(xù)發(fā)展成為了社會關(guān)注的焦點。 埋管式地源熱泵作為一種高效的可再生能源利用技術(shù)，以其在節(jié)約能源和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展等方面的優(yōu)勢近年來倍受青睞，對其研究和應(yīng)用也不斷增多。 隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)值模擬方法已經(jīng)成為研究埋管式地源熱泵系統(tǒng)的重要手段。很多學(xué)者在對埋管式地源熱泵系統(tǒng)進行模擬的時候，為了簡化模型都忽略了地下水滲流這個影響因素，然而地下水滲流是真實存在的，將其忽略會影響對于實際系統(tǒng)的運行評估。通過現(xiàn)有的對地下水滲流的研究可以發(fā)現(xiàn)，地下水滲流能增強地埋管換熱器的換熱效率，進而提高埋管式地源熱泵機組的運行效率，對于埋管式地源熱泵系統(tǒng)的運行是一個有利的條件。但是現(xiàn)有針對不同的地下水滲流方向?qū)ο到y(tǒng)換熱效率以及對其周圍巖土體溫度場影響的研究很少，因此本文通過研究不同地下水滲流方向?qū)β窆苁降卦礋岜孟到y(tǒng)的影響程度來探究現(xiàn)有研究中存在的問題，為工程設(shè)計提供一定的參考。 本文首先針對從供水支管到回水支管、從回水支管到供水支管以及垂直于供回水支管軸線三種地下水滲流方向進行討論，運用FLUENT流體計算軟件模擬了不同的地下水滲流方向?qū)β窆苁降卦礋岜孟到y(tǒng)U型地埋管進出口溫差以及對周圍巖土體溫度場的影響，并對模擬結(jié)果進行了對比分析。其次為了進一步研究不同滲流方向?qū)型地埋管進出口溫差的影響，又針對地下水滲流方向與地埋管供回水支管中心連線的夾角(滲流方向角)為10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃的情況進行數(shù)值模擬，并對模擬結(jié)果進行了分析。 研究結(jié)果表明：U型地埋管的供回水溫差并不完全是隨著滲流速度的增大而一直增大，而是與滲流方向有著直接的關(guān)系；同時最佳滲流速度并不是一個定值，而是會隨著滲流方向角的變化而變化；不同方向的地下水滲流對U型地埋管的熱作用半徑的影響程度也是不同的，可見地下水滲流方向是一個影響埋管式地源熱泵系統(tǒng)運行的重要因素。同時本文揭示了現(xiàn)有的數(shù)值研究中使用等效管替代法存在的不足，并且進一步闡明地下水滲流對系統(tǒng)換熱效率的影響，也為實際工程提供了一定的參考。
【圖文】：

圖 1-1 埋管式地源熱泵系統(tǒng)工作原理圖Fig.1-1 The schematic diagram of ground source heat pump system可以為建筑物供暖也可以為其供冷。冬季制熱工況下，，水流開開關(guān) 1、4、6、7 關(guān)閉，對于地下的低溫地能，需要通過壓縮管中的水從巖土體中吸收熱量，之后與循環(huán)介質(zhì)在蒸發(fā)器中升高，高溫的循環(huán)介質(zhì)再與末端用戶中的水在冷凝器中進行達到為用戶供暖的目的。夏季制冷工況可通過開啟水流開關(guān) 2、3、5、8 來實現(xiàn)。埋管式地源熱泵技術(shù)的研究現(xiàn)狀究現(xiàn)狀，胡平放、於仲義等人對夏熱冬冷地區(qū)某埋管式地源熱泵系統(tǒng)

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文何模型包括 U 型管內(nèi)的流體、U 型管、鉆孔以及周管和回水管之間的間距很小，一般只有 100mm 左互影響，因此在很多對于埋管式地源熱泵系統(tǒng)的數(shù)般的簡化方法是將供水管和回水管這兩根管用一根型地埋管直徑的 倍。但是本文沒有采用這樣的簡現(xiàn)在幾何模型中。 32mm、內(nèi)徑 26mm 的高密度聚乙烯管(HDPE)，埋；管內(nèi)流體為水，流速為 0.15m/s；鉆孔深度 71m，長 4.5m、寬 4.5m、高 71m 的長方體，以便設(shè)置滲流及在 Gambit 中建立的模型如圖 3-1 和圖 3-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU831;P641.2

【參考文獻】

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本文編號：2560125