流体机械

2019, v.47;No.565(07) 72-79+60

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相变材料回填地埋管换热器热响应特性的数值模拟及试验验证
Numerical Simulation and Experimental Validation of the Thermal Response Characteristics of Ground Heat Exchanger with PCM Backfill

杨卫波;徐瑞;杨晶晶;陈世坤;

摘要(Abstract):

为了探讨相变对PCM回填地埋管换热器热响应特性的影响,建立了PCM回填地埋管换热器相变传热数学模型,并利用FLUENT软件对其进行了数值求解,分析了相变过程及PCM物性参数对地埋管换热器周围土壤温度扩散与恢复机理的影响,结果表明:采用PCM回填可有效缓解钻孔外土壤温度变化幅度,提高土壤温度恢复率,减小土壤热影响半径;PCM导热系数越高,温度上升/下降幅度越大,热影响范围也越大,恢复也变慢。从缓解土壤温度变化幅度的角度,夏冬季应分别采用相变温度低与高、且相变潜热大的PCM,但就提高土壤温度恢复率而言,夏冬季均应采用相变温度低、且相变潜热小的PCM。试验验证表明:所建模型可以用来模拟PCM回填地埋管换热器的换热过程,其预测最大相对误差在10%以内。

关键词(KeyWords): 地源热泵;相变材料;地埋管换热器;热响应特性;数值模拟;试验验证

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家级星火计划项目(2015GA690240);; 江苏省自然科学基金资助项目(BK20141278);; 扬州市重点研发计划(社会发展)项目(YZ2018052);; 扬州市-扬州大学合作基金项目(YZ2016248);; 热流科学与工程教育部重点实验室(西安交通大学)开放基金资助项目(KLTFSE2016KF05);; 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金项目(SKLGDUEK1711);; 广西建筑新能源与节能重点实验室(桂林理工大学)开放基金项目(桂林能15-J-22-3)

作者(Author): 杨卫波;徐瑞;杨晶晶;陈世坤;

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参考文献(References):

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