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内置并联U形埋管能量桩的换热性能研究被引量：20: 2013年; 建立了内置并联U形埋管能量桩热交换的理论模型,该模型考虑了管内循环液体竖向对流换热和支管之间的热干扰。通过与数值模拟结果的对比,验证了所提模型的可靠性。基于该模型分析了桩内埋管布置形式对能量桩换热效率的影响,结果表明:整体上能量桩换热效率随埋管数量增加而提高,尤其是桩内埋管数较少时,而当埋管达到一定数量后,再增加对能量桩的换热效率影响很小;若埋管数量一定,桩内所有U形管的支管等间距布置时能量桩的换热效率最高;U形管进出水支管的布置顺序对能量桩的换热效率影响很小;若循环液流动速度保持不变,增加埋管直径能增大能量桩的换热效率。; 陈忠购赵石娆张正威; 关键词：U形管换热性能

竖直埋管换热器热响应半径计算方法被引量：7: 2015年; 随着能源压力的日益增大,世界各国都十分重视可再生能源的利用与开发,地源热泵技术作为一种清洁、高效的可再生能源,近年得到了较快的发展。该文利用无限长线热源传热计算模型,讨论了介质内过余温度场的分布特性。结果表明:介质内温度响应在孔壁处最大,随离孔壁距离的增加呈指数衰减,随时间的增加而增大;热传播区域随时间的增加而增大,随介质的热扩散系数的增加而增大。针对工程中群埋管换热器情况,利用叠加原理计算群埋管的孔壁温度,定义换热器的热响应半径为其他钻孔引起的过余温度影响系数≤5%时相邻钻孔中心线之间的垂直距离。在大量计算分析基础上,提出了竖直埋管换热器热响应半径计算方法。计算结果表明该文方法具有较好的计算精度,竖直埋管换热器的热响应半径随岩土热扩散系数增大而增大,随持续运行时间增加而增大,随钻孔排数增加而增大,随着钻孔孔径增大而增大;钻孔布置方式不同对钻孔热响应半径的影响较明显,相同布置方式下钻孔直径对其热响应半径的影响较小。针对工程中常见的115和135 mm 2种孔径,绘制了不同岩土介质下钻孔单排、双排和三排以上布置时热响应半径-运行时间的关系曲线。工程算例表明该文方法简单方便,为工程设计提供了便利。; 李晓星胡夏闽张正威; 关键词：传热热泵系统

饱和岩土均匀渗流群埋管传热演化过程及特性: 2015年; 利用格林函数法建立了半无限空间饱和介质均匀渗流线热源模型解析解,编写了计算程序,分析了饱和岩土均匀渗流群埋管传热特性。结果表明:渗流改变了岩土体内热量输运模式,热量沿渗流方向输运效应显著。在场地条件允许情况下,钻孔宜沿垂直于渗流方向布置,以减少热量累积影响。钻孔梅花形布置时岩土介质最大温升略低于钻孔顺排布置,结合现场施工因素综合考虑,宜顺排布置。; 高克成赵石娆张正威; 关键词：岩土工程地下水渗流传热性能

饱和岩土介质传热特性研究: 本文利用格林函数法建立了半无限饱和岩土介质传热模型,给出了半无限线、柱面和柱体热源模型计算通式,并对其进行了比较,结果表明:计算时间较短时,各模型有一定差别。当时间较长时,各模型计算结果趋于相同。基于该模型编写了计算软件...; 黄胜兰赵石娆张正威; 关键词：竖直地埋管传热性能地源热泵; 文献传递

分层渗流地层中竖直地埋管的换热计算模型被引量：13: 2013年; 假定实际地层为水平分层且部分地层中有稳定的水平渗流,建立竖直地埋管换热器的计算模型。该模型采用解析和数值计算相结合的方法,采用一个迭代公式便能方便地得到任意时刻换热器和地层中的温度分布,且能直接用于变负荷条件下换热器工作性能的分析。应用该模型对一简单分层渗流地层中换热器的工作性能进行计算,结果表明:稳定的地下水渗流能有效增强换热器的工作性能;渗流层所对应孔壁的温度明显低于其他岩土层,且渗流层的单位深度换热量高于其他岩土层;渗流对换热器性能的影响需要一定时间才能反映出来,渗流速度越小所需时间越长。比较该模型与现有解析模型表明,现有解析模型中采用整个地层具有稳定渗流的假定高估了换热器的工作性能。; 陈忠购张正威; 关键词：竖直地埋管地源热泵换热性能

基于内外场合算的垂直埋管换热器传热模型被引量：4: 2014年; 该文建立了垂直地埋管换热器传热理论模型,该模型能考虑钻孔内比热容和地埋管内循环液体沿竖直方向的对流换热。基于该理论模型编制了相应的计算软件,分析了竖直地埋管换热器钻孔内材料参数对其换热效率的影响。计算结果表明:当钻孔内回填料的导热系数较大、U形管两臂较近时,两臂之间会发生明显的热短路现象;U形管两臂间距越大,换热效率越高;U形管管径越大,换热效率越高;回填料的比热容对地埋管的换热效率在短期内有一定影响,当地埋管地源热泵系统长期运行时,回填料比热容的影响可以忽略;钻孔内回填料的导热系数对地埋管的换热效率有较大影响,当其小于岩土层导热系数时,地埋管的换热效率会随回填料导热系数的增大而较快提高;但当其大于岩土层导热系数时,由于两臂间的热短路增强,地埋管的换热效率随回填料导热系数的增加而趋于平缓。; 张正威黄胜兰王美燕赵石娆; 关键词：竖直地埋管传热性能地源热泵

竖直地埋管换热器钻孔外换热解析模型研究现状被引量：5: 2014年; 根据对热源形状假定的不同,将竖直地埋管换热器钻孔外换热解析模型分为线热源、面热源、体热源3大类,对这3类模型进行了比较分析。结果表明,实际工程中3类模型设计结果几乎没有差别;有限长和无限长热源模型需要很长的时间计算结果才会有明显差异,在满足冷热负荷平衡条件下可以不考虑换热器长度的影响;在不考虑渗流影响情况下,当冷热负荷大致平衡时应采用计算较为方便的无限长线热源模型;在有渗流情况下,当渗流速度达到10-6 m/s时应考虑其影响。; 赵石娆张正威; 关键词：竖直地埋管换热器解析模型线热源

竖直埋管换热器热响应半径简化计算方法被引量：6: 2016年; 基于半无限空间均匀介质线热源传热模型,在大量数值计算分析基础上,提出竖直埋管换热器热响应半径的简化计算方法。计算方法考虑了土壤热物性、系统运行时间和钻孔布置方式等因素。计算结果表明,对于钻孔单排、双排和多排布置情况下,本文方法的计算结果与理论解之间最大相对误差分别为3.51%、2.96%和2.76%,满足工程要求。针对实际地源热泵系统运行时常根据需要采用昼夜和季节间歇运行工况的情况,给出系统运行时间的计算方法。为便于工程应用,分别计算单排、双排和多排(三排以上)钻孔布置方式下不同岩土介质竖直埋管换热器热响应半径随时间的变化曲线,绘制出计算图表,为工程应用提供理论依据和方法。; 张正威赵石娆李晓星; 关键词：传热性能

地埋管换热器和能量桩传热性能研究: 本文介绍作者关于地埋管地源热泵技术的一些研究工作,主要有:1)建立了竖直地埋管换热器理论模型,该模型能考虑钻孔内比热容和地埋管内循环液体沿竖直方向的对流换热。基于该模型编制了相应的计算软件,分析了竖直地埋管换热器钻孔内材...; 张正威陈忠购李西斌赵石娆; 关键词：竖直地埋管传热性能; 文献传递

竖直地埋管换热器热作用半径的估算方法被引量：6: 2013年; 为了在设计过程中合理布置换热器和估计它们之间的热干扰程度,提出估算竖直埋管换热器影响半径的方法.通过几种简单负荷条件下换热器周围土层中过余温度的分布特征分析了过余温度随距离衰减的一般性规律,指出土层对短周期冷热交替负荷具有"过滤"作用,即短周期冷热交替负荷引起的过余温度会随距离很快衰减,周期越短则衰减越快.基于该"过滤"作用,得到了离换热器一定距离处最大过余温度的估算公式和换热器热作用半径的估算方法.通过实际算例表明:该估算方法能快速和较准确地确定换热器的热作用半径,在设计过程中可利用其确定换热器的间距;换热器的热作用范围主要受两方面影响:一是土层的综合热扩散系数和导热系数,二是其负荷的冷热不平衡率和所包含的长周期冷热交替成分的大小.; 王美燕张正威; 关键词：竖直地埋管换热器热负荷

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浙江省自然科学基金(LY12D02001)

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