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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
不同土壤类型与含水率对水平埋管换热性能影响数值分析
  • 作者

    邹行裴鹏郝定溢王沉

  • 单位

    贵州大学 矿业学院中国矿业大学矿业工程学院

  • 摘要

    为揭示地源热泵系统水平埋管换热器在不同土壤类型中的换热性能,基于土壤毛管水理论知识,结合数值模拟的研究手段,探讨了蓄能不同类型土体内(砂土、壤土、黏土)三相组成的差异对水平埋管换热器换热特性的影响规律。结果表明,在通入308.15 K制冷工况下,水平管在壤土中的出水温度降低至303.3 K,进出口水温差为4.9 K,埋管单位延米换热量37.1 W/m,水平管在壤土中的制冷换热效益显著;不同土壤(砂土、壤土、黏土)在经历相同制冷周期下,水平管的换热过程对壤土的温度场分布影响最小,管体在壤土中运行时热堆积风险系数最低。研究表明,水平管与土壤的换热性能同时受土壤比热容与土壤导热系数的影响,提高土壤导热系数比提高土壤比热容获得的效益更加显著。可以通过压实回填、减少土壤孔隙率、提高固相回填材料导热系数、加大布管深度以提高回填材料含水率等方法来强化埋管的换热性能。

  • 关键词

    地源热泵水平埋管三相组成毛管水出口水温

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金项目(51864008,52066005);贵州省科技支撑计划项目(黔科合支撑﹝2020﹞2Y025)
  • 引用格式
    邹行,裴鹏,郝定溢,等. 不同土壤类型与含水率对水平埋管换热性能影响数值分析[J]. 煤田地质与勘探,2021,49(6):221–229.
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