关键词:
单井循环
地下水源热泵
数值模拟
地板辐射供暖
热虹吸管
摘要:
单井循环式地源热泵是一种高效换热地源热泵系统,在国外应用的时间已经比较长了,但在中国的应用才刚刚起步,目前国内在单井循环水源热泵理论与试验研究方面的积累几乎空白。以热虹吸管替代塑料管的地板辐射供暖系统是一种高效、节能、环保的新型采暖系统,其研究和应用在国内外鲜有报道,有很多问题值得商榷研究。为此,本文对以单井循环地下水源热泵作热源的热管地板辐射供暖进行了系统而全面的基础研究,主要内容如下:
1.单井循环地下水源热泵一维非稳态传热模型的建立与特性分析
①根据地下传热过程的特点,建立了井水与周围土壤一维非稳态温度场数学传热模型,并采用有限差分法进行数值求解。②在热泵供回水温差恒为5℃情况下,计算发现,远边界的温度在传热过程中起到非常重要的作用,但远边界设置不是无限远,应在井水温度变化影响范围之内。初始温度对井壁处热流密度大小没有影响,只有井的尺寸和井水流速才影响其取值,而半径显然较深度对运行时间的影响大。③初始温度、井水流速、井直径和井深都对单井取热极限有影响。
2.热管地板辐射供暖实验研究
利用热管地板辐射供暖与地下水源热泵联合运行实验台,在不同工况下对热管地板的温度分布、散热量、室内空气温度、地下水源热泵机组的性能进行了测试,实验结果表明:①热管地板传热效率高,且具有良好的蓄热性能,蓄热时间是预热时间的三倍左右;②供暖房间室内空气竖向温度梯度小;③与热管地板辐射供暖联合运行时,单井循环地下水源热泵不但可以满足供暖系统的要求,而且机组的运行性能良好。