蓄热过程中竖直U型地埋管周围土壤传热规律

作     者：吴晅 路子业 刘卫 李松洋 金光 WU Xuan;LU Zi-ye;LIU Wei;LI Song-yang;JIN Guang

作者机构：内蒙古科技大学能源与环境学院内蒙古包头014010 陕西省建筑设计研究院有限责任公司陕西西安710018 

出 版 物：《土壤通报》 (Chinese Journal of Soil Science)

年 卷 期：2017年第48卷第6期

页      面：1338-1346页

学科分类：08[工学] 081404[工学-供热、供燃气、通风及空调工程] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：内蒙古自治区科技创新引导奖励资金项目(2017CXYD-1) 内蒙古自治区自然科学基金资助项目(2015MS0561) 2017年内蒙古自治区应对气候变化及低碳发展专项资金项目资助 

主　　题：有限元分析法 温升率 热作用区域 运行模式 地源热泵 

摘      要：为了探讨不同因素对竖直U型地埋管周围土壤传热规律影响,在试验验证基础上,基于有限元分析法建立二维非稳态物理数学模型,分析了土壤类型、地埋管管径、热流密度、地埋管管脚间距和热泵运行模式对竖直U型地埋管周围土壤温升率和热作用区域的影响。研究表明:地埋管附近土壤温升率随热泵运行时间的增加呈现先迅速增大后下降最后趋于稳定的变化规律;热作用区域随热泵运行时间的增加而增加;轻土适合作为地源热泵长期运行的蓄热材料;土壤温升率及热作用区域均随地埋管管径和热流密度的增加而增加;热泵间歇运行时,土壤温升率曲线表现为先上升后下降,且随热泵开停比的减小而减小。在本研究计算条件下,地埋管管脚间距宜取120 mm。经试验验证,本研究所建模型吻合度较好,其最大误差为1.4%。