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第卷第期东南大学学报自然科学版年月地源热泵中型埋管传热过程的数值模拟杨卫波施明恒东南大学能源与环境学院南京摘要以钻孔壁为界将型埋管的换热区域划分为钻孔内外两部分并分别采用稳态与非稳态传热来分析求解两区域模型间通过钻孔壁温耦合连接以构成完整的埋管传热模型对于钻孔以外部分采用变热流圆柱源模型来求解钻孔瞬时壁温钻孔以内部分在考虑埋管流体温度的沿程变化及型管支间热干扰的基础上基于能量平衡建立了钻孔内型埋管的稳态传热模型用所建型埋管传热模型对地源热泵系统的运行特性进行了动态模拟得出了埋管出口流体温度钻孔瞬
第37卷第1期 东南大学学报(自然科 学版 ) Vol37 No1
2007年1月 JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition) Jan.2007
地源热泵中U型埋管传热过程的数值模拟
杨卫波 施明恒
(东南大学能源与环境学院,南京210096)
摘要:以钻孔壁为界将U型埋管的换热区域划分为钻孔内外两部分,并分别采用稳态与非稳态
传热来分析求解,两区域模型间通过钻孔壁温耦合连接,以构成完整的埋管传热模型.对于钻孔
以外部分,采用变热流圆柱源模型来求解钻孔瞬时壁温.钻孔以内部分,在考虑埋管流体温度的
沿程变化及U型管2支间热干扰的基础上,基于能量平衡建立了钻孔内U型埋管的稳态传热模
型.用所建U型埋管传热模型对地源热泵系统的运行特性进行了动态模拟,得出了埋管出口流
体温度、钻孔瞬时壁温、单位埋管吸热量及热泵COP随运行时间的变化规律.所建埋管模型可为
地源热泵系统的动态模拟、优化设计及其改进提供参考.
关键词:地源热泵;U型埋管;换热特性;数值模拟
中图分类号:TK12 文献标识码:A 文章编号:1001-0505(2007)01007806
Numericalsimulationonheattransferprocess
inUbendgroundheatexchangerofgroundsourceheatpump
YangWeibo ShiMingheng
(SchoolofEnergyandEnvironment,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)
Abstract:TheheattransferregionofverticalUbendburiedcoilisdividedintotwopartsatthe
boundaryofboreholewallandthetwopartsarecoupledbythetemperatureofboreholewall.Both
steadyandtransientheattransfermethodareusedtoanalyzetheheattransfercharacteristicsinside
andoutsideboreholerespectively.Thetransientboreholewalltemperatureiscalculatedforborehole
byuseofthevariableheatfluxcylindricalsourcemodeldevelopedbasedontheclassicalconstant
heatfluxcylindricalsourcetheory.Asfortheregioninsideborehole,consideringthevariationof
fluidtemperaturealongthelengthandtheheatinterferencebetweentwoadjacentlegs,asteadyheat
transfermodelisdevelopedbasedonenergyconservation.Thedynamicsimulationontheoperation
characteristicofgroundsourceheatpump(GSHP)isconductedbyuseofthedevelopedmodel,and
thevariationofexitingfluidtemperatureofUbendburiedcoil,boreholewalltransienttemperature,
absorbedheatfluxofburiedcoilperlengthandcoefficientofperformance(COP)ofheatpumpwith
operationtimeareobtained.Thede
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