文档介绍
| 节能减排是当今世界面临的重大社会问题之一,地下水源热泵空调系统作为一种新型的可再生能源利用技术,目前已在我国得到推广,其应用前景非常广阔。该系统利用浅层地下水温度较为恒定的特性,以浅层地下水作为能量载体,通过压缩机系统,在夏季将建筑物内的热量转移到地下水中,在冬季将地下水中的热量转移到建筑物内,实现了建筑物的制冷和供暖。地下水源热泵系统在运行过程中的瓶颈问题就是运行效率不高,即由于系统的抽灌井布局不合理,管道、设备选型不当以及不宜的抽灌井循环液流速导致地下水源热泵空调系统效率较低,只有通过消耗更多的电能以提取更多的地下水来实现建筑物的供暖制冷。因此,根据流体力学及热力学基本偏微分方程,建立地下水源热泵耦合模型,从而对抽灌水井布局进行优化设计是十分有必要的。地下水源热泵系统长期运行对地下水温度场影响较大。根据柱坐标系流体连续性方程、运动方程和能量方程,结合地下水源热泵抽灌井边界条件建立光滑圆直管强制湍流模型。考虑热量传递三种方式,钻孔内除圆管内壁为固体圆环柱导热以外,管内外均为循环液的液态对流传热。地下水源热泵系统在土壤中的传热过程受地下水渗流的影响,是一个温度场-渗流场-应力场三场耦合的过程,长期运行对地下水温度场影响较大,需要对抽灌井进行合理布置。从达西定律出发,分析饱和区土壤中地下水源热泵抽灌井传热机制,建立温度场-渗流场-应力场三场耦合共同作用下的数学模型。研究有无地下水渗流以及渗流速度对抽灌井周围温度场变化的影响,为系统的优化设计与参数合理匹配提供理论支持。使用COMSOL Multiphysics软件对建立的模型进行分析模拟。理论及实例应用表明,通过材料、约束设定及网格划分,该模型在地下水源热泵抽灌井系统温度场-渗流场-应力场三场耦合模拟具有较好的适用性。使用Visual Studio集成开发环境编写地源热泵抽灌井计算机辅助设计软件,方便工程设计人员使用。 |
文档标签:
其他
