地源热泵竖直埋管的有限长线热源模型

摘要:对地热换热器竖直埋管的非稳态传热模型进行了分析讨论。采用虚拟热源和格林函数法给出了半无限大介质中有限长线热源产生的非稳态温度场的解析解表达式。与稳态温度场的解进行比较,讨论了温度场达到名义上的“稳态”所需的时间,同时对于达到稳态时的温度场也进行了分析,指出了现行教科书中关于该问题的错误,提出了稳态时两个地热换热器孔壁代表性温度的定义,并对两者进行了比较,进而给出了可供工程应用的简化计算公式。基于以上分析,进一步讨论了全年冷热负荷不平衡对地热换热器长期性能的影响。

关键词:地源热泵;地热换热器;导热;传热模型

中图分类号:TK17 文献标识码:A

1 引言

在地源热泵空调系统的设计中,确定地热换热器的换热模型并进行可靠的计算是非常重要的。在地热换热器诸多布置形式中,竖直埋管布置形式因其较水平埋管布置形式有许多的优点而得到广泛的应用〔1〕。竖直埋管布置的地热换热器也就是把管子埋在地表以下的竖直钻孔中并用封井材料填实,流体在管内流动并与土壤进行换热。现在工程上常见的地热换热器的钻孔直径为100～200 mm ,钻孔深度40～200 m。与所埋管子的深度相比较,钻孔直径是很小的。同时,土壤可以看作是一半无限大介质。

完整内容 [本地下载]