通过注水提高地埋管换热器的性能
在地源热泵(GSHP)系统中,地埋管换热器(GHE)的单位长度热交换率的提高是与系统的初投资相关的重要因素.当地埋管换热器安装在地下水快速流动的地层中时,由于地下水流的热对流效应,热交换率一般大于无地下水流的情况.另外,当地下水的速度很慢时,由于热对流小,地源热泵系统的应用更加困难,这会导致安装的初投资高.因此本研究着重于通过从地表往地埋管挟热器注水提高地埋管挟热器的热交换率,在地埋管换热器中形成人工垂直地下水流. 在日本福冈市的一个未回填的地埋管换热器内首次进行了一系列的热响应测试(TRTs).在热响应测试中,注水率分别为0、5L/min,10L/min、20L/min,同时保持热负荷和循环流量不变.热响应测试的结果表明,注水抑制了热介质温度的上升,从而可提高热泵的性能系数.热介质温度的增长率强烈地依赖于注水率,而注水率过高是无效的.在热响应测试中,使用光纤温度计监测地埋管换热器内的垂直温度分布,表明注水加速了供暖后地温的恢复. 基于地质和地下水资料建立了热响应测试所在地的地埋管换热器的数值模型.使用热响应测试结果对模型进行了验证,并在敏感性研究中使用模型阐明注水对热交换性能的影响.敏感性研究表明,1～5L/min的小规模注水可提高20％～52％的热交换率,而当注水率超过5L/min时增长率减小.敏感性研究还表明,注水温度对热交换率的提高有强烈影响.
建筑工程 地埋管换热器 性能优化 数值模型 热交换率
Hikari Fujii Yoshihito Komaniwa Kyosuke Onishi Naokatsu Chou
工程与资源科学研究生院 秋田大学 秋田 日本 Zeneral热泵工业有限公司 大阪 日本 九州电力株式会社 佐贺 日本
国内会议
杭州
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96-104
2014-09-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）