地?zé)峋聯(lián)Q熱器用于供熱的實驗研究.pdf

1、地?zé)崮茏鳛橐环N可再生能源，其利用在國內(nèi)已經(jīng)漸漸地被重視。國內(nèi)淺層地?zé)崮芾弥饕袃煞N模式：地埋管地源熱泵系統(tǒng)和抽灌式地源熱泵系統(tǒng)。但是這兩種系統(tǒng)都有缺點：地埋管地源熱泵系統(tǒng)使用時由于埋管和周圍巖層換熱是以導(dǎo)熱模式進行的，換熱強度低，而且地埋管埋入地下后不易維修；抽灌式地源熱泵系統(tǒng)使用時，若回灌水中有雜質(zhì)，長期回灌會導(dǎo)致雜質(zhì)堵塞巖層的空隙，使得回灌井無法回灌，從而會導(dǎo)致地下水水位下降，地表下降，土壤鹽堿化。為此本文提出了一種地?zé)峋聯(lián)Q熱器

2、，不抽取地下水，同時在一些特定水文地質(zhì)條件下，與地埋管相比換熱強度較高。此外本文還介紹了地?zé)峋聯(lián)Q熱器與熱泵結(jié)合使用的新模式。
　　 本文對地?zé)峋聯(lián)Q熱器供熱進行了實驗研究，通過實驗了解地?zé)峋聯(lián)Q熱器供熱時的一些現(xiàn)象，探討了一些影響地?zé)峋聯(lián)Q熱器的主要影響參數(shù)，為如何提高換熱效率，掌握井下?lián)Q熱器的換熱機理提供實驗依據(jù)。整合出了穩(wěn)定運行下井下?lián)Q熱器管外努塞爾數(shù)和瑞利數(shù)的關(guān)系式；當(dāng)井下?lián)Q熱器進水溫度基本恒定時，井口出水溫度開始表現(xiàn)為

3、井下?lián)Q熱器管內(nèi)貯存水隨地層深度的變化規(guī)律，隨后的一段時間表現(xiàn)為穩(wěn)定不變的溫度。本文建立了井下?lián)Q熱器的1維導(dǎo)熱模型，并利用格子-Boltzmann(LBM)方法對出水溫度進行了數(shù)值模擬，通過數(shù)值模擬與實驗結(jié)果的對比，可以推斷井下?lián)Q熱器管外自然對流的存在，以及自然對流強度在井下?lián)Q熱器取熱后的變化規(guī)律。通過實驗發(fā)現(xiàn)地?zé)峋聯(lián)Q熱器的取熱量與進水溫度、進水流量和換熱管材質(zhì)有關(guān)，進水溫度越低、流量越大、換熱管材質(zhì)熱阻越小，取熱量越大。掌握井下?lián)Q熱器