套管式土壤空氣換熱器實驗與數(shù)值模擬研究.pdf

1、土壤空氣換熱器供熱時從土壤中吸熱，制冷時向土壤放出熱量。土壤冬季溫度高于室外氣溫，夏季溫度低于室外氣溫，因此可用于夏季供冷，冬季供熱。通過使用土壤空氣換熱器還可以減少煤的使用量，節(jié)約石油、天然氣等一次能源，有利于國家改善能源結(jié)構(gòu)，減少有害氣體排放從而達到保護環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的目標。因此利用土壤能對新風進行降溫是節(jié)能、綠色環(huán)保的供暖和空調(diào)制冷方式，是一項具有發(fā)展?jié)摿Φ捻椖俊?br>　　目前土壤空氣換熱器常見的是水平管，對于我國城市人口稠密

2、、耕地資源稀缺的國家來說，節(jié)省土地空間的豎管方式則不應(yīng)被忽略。我們結(jié)合地源熱泵的豎直套管方式，建立了不同條件下的豎直套管與土壤傳熱的三維數(shù)學模型，模擬套管內(nèi)流體的流動和傳熱、套管與土壤的傳熱及土壤溫度場。為了提高工作效率，適應(yīng)數(shù)值計算發(fā)展趨勢，本文采用建模軟件GAMBIT建立數(shù)學模型，以數(shù)值計算軟件FLUENT進行計算。
　　研究的意義在于指導(dǎo)實踐，因此本文研究的重點有二點：一是在不同運行工況下數(shù)值模擬套管式土壤空氣換熱器的出口空

3、氣溫度和土壤溫度場：二是通過數(shù)值計算研究進口風速(風量)、進口溫度、土壤的物性參數(shù)、管徑、進風方式和套管的長度等不同因素對套管換熱器出口空氣溫度的影響。在模擬計算中得到大量關(guān)于套管式土壤空氣換熱器出口空氣溫度和土壤溫度場特性的數(shù)據(jù)，通過詳細分析這些數(shù)據(jù)，能為套管式土壤空氣換熱器設(shè)計提供一些參考。
　　最后對我們搭建的套管式土壤空氣換熱實驗臺進行實地測試，通過數(shù)值模擬的數(shù)據(jù)與我們所搭建實驗臺的實測數(shù)據(jù)比較，驗證了數(shù)學模型的正確性。<