地源热泵水平埋管地下传热性能与实验研究

本文建立了水平埋管换热器的实验系统，利用数据采集系统对实验数据进行实时采集,并处理了采集到的数据，冬季分别对启动阶段、间歇运行工况进行了测试分析，比较了供暖末期和供暖初期的系统性能；夏季分别对热泵系统间歇运行、连续运行的供冷效果进行了分析，进而得出特定条件下可供设计参考的单位换热量所需管长。 对水平埋管换热器进行了实验和传热机理研究。建立了土壤层内水平埋管换热器的物理和数学模型；结合实际工程应用，根据水平埋管换热器的传热规律，通过编制计算机程序，计算了换热器内流体的平均温度，并与实验值进行了比较。同时用有限元软件ANSYS模拟了冬夏热泵运行过程埋管周围土壤的温度分布（径向和纵向），得出了埋管对周围土壤温度场的影响半径和间歇运行的恢复状况。并比较了单一埋管周围和相邻两管之间在同一工况下土壤温度曲线，得出各自的影响规律。此外，本文还分析了土壤热湿迁移过程，建立了控制方程，并定性地探讨了土壤物性参数及初边值条件等各种因素对非饱和土热湿迁移的影响规律。