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非绝热条件下冰浆管内流动特性研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2022年第10期50卷 77-82页

作者：朱娜吴涛胡平放罗振宇华中科技大学环境科学与工程学院湖北武汉430074

将过冷水法制取冰浆的工作原理结合多相流欧拉模型和相间传热传质模型,使用Fluent软件模拟非绝热条件下冰浆在出冰管道的流动情况,管道模型包括水平直管和90°弯管.在初始含冰率为1%~10%范围内,结合两种管内冰堵判断依据,研究冰晶粒径... 详细信息

将过冷水法制取冰浆的工作原理结合多相流欧拉模型和相间传热传质模型,使用Fluent软件模拟非绝热条件下冰浆在出冰管道的流动情况,管道模型包括水平直管和90°弯管.在初始含冰率为1%~10%范围内,结合两种管内冰堵判断依据,研究冰晶粒径、管径、管长、曲率半径等参数对两种临界流速的影响.结果表明:冰晶粒径和直管管长产生的影响较强,两种临界流速呈现显著上升趋势,其中对临界流速一的影响更为明显;管径产生的影响较弱,两种临界流速呈现微弱增长趋势,且增长率趋于平缓,变化范围为0.02~0.07 m/s;弯管曲率产生的影响微弱,两种临界流速呈现微弱下降趋势,变化范围为0.01~0.03 m/s.

关键词：冰浆含冰率管内流动临界流速冰堵

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地源热泵系统逆向建模度日数G函数法

华中科技大学学报（自然科学版） 2012年第3期40卷 127-132页

作者：雷飞胡平放黄素逸华中科技大学环境科学与工程学院湖北武汉430074 华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074

提出了1种地源热泵系统逆向建模方法———度日数G函数法,利用地埋管换热器的温度响应与负荷的线性叠加关系,结合度日数法估算负荷,采用约束非线性单纯形法拟合模型参数.分别应用数值试验和2年的现场实测,通过与传统的管道蓄热系统(DST... 详细信息

提出了1种地源热泵系统逆向建模方法———度日数G函数法,利用地埋管换热器的温度响应与负荷的线性叠加关系,结合度日数法估算负荷,采用约束非线性单纯形法拟合模型参数.分别应用数值试验和2年的现场实测,通过与传统的管道蓄热系统(DST)模型调试法对比,对新模型进行了验证.与基于实测负荷的DST调试法相比,基于气温的度日数G函数法拟合误差的标准差约大30%,主要是由度日法预测负荷的误差引起.但当拟合计算中地埋管换热器参数的估值与实际值差距较大时,DST调试法的误差大于度日数G函数法.度日数G函数法只需要最少量的实测参数,适用于对住宅建筑的地源热泵空调系统的逆向分析.

关键词：地源热泵逆向建模换热器度日数模型验证居住建筑

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混合式地源热泵系统间歇运行研究

太阳能学报 2014年第7期35卷 1138-1143页

作者：陈进徐菱虹胡平放华中科技大学环境科学与工程学院武汉430074

利用Fluent软件建立混合式地源热泵系统模型,对武汉地区办公建筑的混合式地源热泵系统进行数值模拟,比较连续运行和2种间歇运行工况下的系统能耗,以期找到既减少能耗又有利于土壤温度场恢复的间歇运行工况。

关键词：混合式地源热泵系统间歇运行热积累

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地埋管换热器实际性能反演模型的建立及应用

建筑科学 2023年第8期39卷 272-278,285页

作者：欧阳继胜关科扬洪浩柳志威雷飞胡平放武汉地质工程勘察院有限公司武汉430051 华中科技大学环境科学与工程学院武汉430074

对于实际运行的地埋管地源热泵系统,现场复杂的地质条件及施工、运营中出现的众多不确定因素都将影响地埋管换热器的实际换热性能,使其偏离最初的设计预测。为优化系统运行、保证系统的可靠性和经济性,须对运行使用中的地埋管换热器的... 详细信息

对于实际运行的地埋管地源热泵系统,现场复杂的地质条件及施工、运营中出现的众多不确定因素都将影响地埋管换热器的实际换热性能,使其偏离最初的设计预测。为优化系统运行、保证系统的可靠性和经济性,须对运行使用中的地埋管换热器的实际性能进行可靠的预测。本文提出了1种基于系统实际运行数据,在地埋管孔群传热模型的基础上进行地埋管换热器实际性能反演预测的方法。该方法基于DST模型,通过输入实际负荷计算地埋管水温,并与实际水温比较;利用寻优算法确定当量土壤热物性和土壤温度。本文运用该方法对某地埋管地源热泵系统的实际运行数据进行了模型反演;通过对比反演的土壤温度与土壤的初始实测温度,确定了地埋管换热器存在热堆积情况,并进一步预测了长期热堆积造成的系统能效的衰减趋势。

关键词：地源热泵地埋管换热器性能预测反演模型热堆积

基于多极理论的U型地埋管轴向流动传热模型研究

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太阳能学报 2009年第2期30卷 182-187页

作者：於仲义胡平放袁旭东华中科技大学建筑环境与设备工程系武汉430074

以钻井壁为界将U型地埋管的传热区域分为钻井内外两部分,分别采用稳态与瞬态传热分析,两区域模型间通过钻井壁温度结合起来,以构成完整的埋管传热模型。钻井内部采用多极理论传热模型求解,对于钻井外部,采用恒热流柱热源模型来求解钻孔... 详细信息

以钻井壁为界将U型地埋管的传热区域分为钻井内外两部分,分别采用稳态与瞬态传热分析,两区域模型间通过钻井壁温度结合起来,以构成完整的埋管传热模型。钻井内部采用多极理论传热模型求解,对于钻井外部,采用恒热流柱热源模型来求解钻孔瞬时壁温。在考虑地埋管换热器中循环介质流动情况下,基于热阻网络平衡原理并建立地埋管传热模型,以实测的埋管进口温度与流速作为模型的输入量,用地埋管实测与计算的出口温度值为比较对象,验证多极理论U型地埋管轴向流动传热模型用于分析土壤源热泵系统的有效性。

关键词：土壤源热泵地埋管多极理论热阻网络平衡

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地源热泵系统经济性的热力学分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2009年第4期37卷 97-100页

作者：胡平放李芬容孙启明於仲义华中科技大学环境科学与工程学院湖北武汉430074

以热力学火用分析方法的单位火用成本和单位冷热量成本等作为评价指标,建立空气源热泵与地源热泵热力学模型,对地源热泵与空气源热泵系统进行经济性分析.并以北京某办公楼建筑空调系统具体运用热力学火用分析方法进行计算.研究发现:地... 详细信息

以热力学火用分析方法的单位火用成本和单位冷热量成本等作为评价指标,建立空气源热泵与地源热泵热力学模型,对地源热泵与空气源热泵系统进行经济性分析.并以北京某办公楼建筑空调系统具体运用热力学火用分析方法进行计算.研究发现:地源热泵系统冬季火用效率明显高于空气源热泵,夏季工况则二者接近,均具有较大节能潜力.地源热泵系统总体经济性要优于空气源热泵系统.

关键词：热力学方法 [火用]效率单位火用成本单位热量成本地源热泵空气源热泵

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地埋管换热器G函数插值法及应用

太阳能学报 2013年第6期34卷 1057-1062页

作者：雷飞胡平放黄素逸孙启明华中科技大学环境科学与工程学院武汉430074 华中科技大学能源与动力工程学院武汉430074

利用地埋管换热器线性叠加传热特征,提出一种地埋管换热器的逆向建模方法——G函数插值法。采用约束非线性单纯形法求解反卷积计算,拟合模型参数。G函数插值法不涉及具体的地埋管换热器结构,无需换热器的内部参数,适用于多种地埋管换热... 详细信息

利用地埋管换热器线性叠加传热特征,提出一种地埋管换热器的逆向建模方法——G函数插值法。采用约束非线性单纯形法求解反卷积计算,拟合模型参数。G函数插值法不涉及具体的地埋管换热器结构,无需换热器的内部参数,适用于多种地埋管换热器。根据某地源热泵空调系统的实测记录数据,应用G函数插值法和传统的DST调试法分别进行地埋管换热器的逆向建模及预测。结果表明:在实例中两种方法拟合预测结果较好,G函数插值法拟合误差和预测误差均小于DST调试法,日记录数据误差是产生逆向建模拟合预测误差的主要原因。

关键词：逆向建模地源热泵地埋管换热器插值法

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武汉地区混合式土壤源热泵系统的优化运行

太阳能学报 2012年第5期33卷 832-838页

作者：欧阳长文徐菱虹许双霜胡平放华中科技大学环境科学与工程学院武汉430074

针对武汉地区混合式热泵系统在运行时出现的热积累现象,利用Fluent软件建立武汉地区某办公楼的冷却塔-土壤源热泵模型,并在传统的温差控制策略的基础上提出两种控制策略——夜间冷却塔运行策略和夜间热泵制热工况运行策略。通过模拟研究... 详细信息

针对武汉地区混合式热泵系统在运行时出现的热积累现象,利用Fluent软件建立武汉地区某办公楼的冷却塔-土壤源热泵模型,并在传统的温差控制策略的基础上提出两种控制策略——夜间冷却塔运行策略和夜间热泵制热工况运行策略。通过模拟研究,比较3种控制策略的优缺点,发现夜间热泵制热工况运行的控制策略可对土壤起到较好的降温作用,可有效解决系统长期运行热积累的问题。

关键词：混合式土壤源热泵系统 Fluent 经济性地埋管冷却塔

镀锌钢管套管式地埋管换热器换热影响因素研究

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建筑节能（中英文） 2023年第1期51卷 104-108页

作者：谢毅伟胡平放朱娜雷飞南昌大学工程建设学院南昌330031 华中科技大学环境科学与工程学院武汉430074

以武汉地区为例,使用TRNSYS软件中PID控制器使镀锌钢管套管式地埋管换热器系统在运行过程中进出水平均温度维持在冬季7.5℃、夏季32.5℃的设定温度,模拟研究钻孔深度、钻孔间距及内管流体流速对套管式埋管换热器换热量的影响。得到钻孔... 详细信息

以武汉地区为例,使用TRNSYS软件中PID控制器使镀锌钢管套管式地埋管换热器系统在运行过程中进出水平均温度维持在冬季7.5℃、夏季32.5℃的设定温度,模拟研究钻孔深度、钻孔间距及内管流体流速对套管式埋管换热器换热量的影响。得到钻孔深度从80 m变化至120 m时,换热器的冬季延米平均换热量变化较小;夏季延米平均换热量呈上升趋势,最高可上升6.6%。当钻孔间距从3 m增加至6 m,冬、夏季平均延米换热量分别升高2.5%和1.6%。管内流速从0.03 m/s变化至0.7 m/s时,换热量逐渐上升并趋于平缓。将镀锌钢管套管式换热器与两种常规埋管换热器(单U-PE管和双U-PE管)对比,得到镀锌钢管套管式换热器换热效果最好,其冬季延米平均换热量分别高出常规换热器32.6%和28.5%;夏季延米平均换热量高出常规换热器29.6%和25.7%。

关键词：镀锌钢管套管式地埋管换热器 TRNSYS模拟延米换热量