一种多孔地埋管换热器传热降维分析方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种多孔地埋管换热器传热降维分析方法及系统，利用叠加原理把多孔地埋管换热器的三维传热问题分解成多个单孔的二维问题的叠加，实现降维的数值计算，从而使计算效率得到质的提升。确定多孔地埋管换热器的参数；对地层中的初始温度分布进行计算并赋值，对各钻孔内流体的初始温度分布进行赋值，确定钻孔壁的初始温度分布；根据钻孔内传热的数学模型，计算下一时刻各钻孔换热器中流体的温度分布；根据各钻孔换热器中流体的温度分布，利用单孔地埋管换热器传热模型计算下一时刻各单孔地埋管换热器在岩土中的温度响应；利用叠加原理，基于各个单孔地埋管换热器在岩土中的温度响应，计算多孔地埋管换热器共同作用下岩土中的温度响应，并得到流体进出口温度随时间的变化。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔地埋管换热器传热降维分析方法及系统
本专利技术属于地热能利用计算
，具体涉及一种多孔地埋管换热器传热降维分析方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。地源热泵供热空调系统以大地为冷、热源，使作为中间介质的热载体在埋设在岩土中的封闭环路中循环流动，与大地进行热量交换，并进而通过热泵实现对建筑物的供热和供冷。地源热泵技术对建筑节能、CO2减排和防治大气污染都起到了重要作用，一般来说，系统由地埋管换热器、热泵主机以及建筑物内的末端系统组成。地埋管换热器是地埋管地源热泵空调系统区别于其他供热空调系统的最大特点。这种地埋管换热器中的传热是管内流体与周围岩土之间的换热，可以看作是一种蓄热式换热器。地埋管换热器的布置方式必须因地制宜，可以是多种多样的，因此其几何条件会很复杂；地埋管换热器中的传热过程又是一个复杂的、非稳态的传热过程，所涉及的时间尺度很长，至少为数月至数年。因此，地埋管换热器传热的研究一直是地源热泵空调系统的技术难点，同时也是该项技术研究的核心和应用的基础。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔地埋管换热器传热降维分析方法，其特征是：包括以下步骤：/n(1)确定多孔地埋管换热器的参数；/n(2)对地层中的初始温度分布进行计算并赋值，对各钻孔内流体的初始温度分布进行赋值，确定钻孔壁的初始温度分布；/n(3)根据钻孔内传热的数学模型，计算下一时刻各钻孔换热器中流体的温度分布；/n(4)根据各钻孔换热器中流体的温度分布，利用单孔地埋管换热器传热模型计算下一时刻各单孔地埋管换热器在岩土中的温度响应；/n(5)利用叠加原理，基于各个单孔地埋管换热器在岩土中的温度响应，计算多孔地埋管换热器共同作用下岩土中的温度响应。/n

【技术特征摘要】
1.一种多孔地埋管换热器传热降维分析方法，其特征是：包括以下步骤：
(1)确定多孔地埋管换热器的参数；
(2)对地层中的初始温度分布进行计算并赋值，对各钻孔内流体的初始温度分布进行赋值，确定钻孔壁的初始温度分布；
(3)根据钻孔内传热的数学模型，计算下一时刻各钻孔换热器中流体的温度分布；
(4)根据各钻孔换热器中流体的温度分布，利用单孔地埋管换热器传热模型计算下一时刻各单孔地埋管换热器在岩土中的温度响应；
(5)利用叠加原理，基于各个单孔地埋管换热器在岩土中的温度响应，计算多孔地埋管换热器共同作用下岩土中的温度响应。


2.如权利要求1所述的一种多孔地埋管换热器传热降维分析方法，其特征是：所述步骤(1)的具体过程包括：获取多孔钻孔换热器的几何尺寸、物理配置、流量及负荷随时间的变化、各钻孔的平面布置、地层的参数和大地热流。


3.如权利要求1所述的一种多孔地埋管换热器传热降维分析方法，其特征是：所述步骤(2)中，在进行温度赋值时，各钻孔内流体的初始温度分布与地层中的初始温度分布相同；钻孔壁的初始温度分布，与地层中的初始温度分布相同。


4.如权利要求1所述的一种多孔地埋管换热器传热降维分析方法，其特征是：所述步骤(3)中，所述传热模型的建立过程中，把整个区域分成钻孔内和钻孔外两部分，分别建立传热的子模型，考虑钻孔内外两个部分的真实连接条件。


5.如权利要求4所述的一种多孔地埋管换热器传热降维分析方法，其特征是：所述步骤(3)中，所述传热模型中钻孔内的传热模型采用考虑流体温度随时间变化和材料热容量的修正的准三维模型。


6.如权利要求4所述的一种多孔地埋管换热器传热降维分析方法，其特征是：所述步骤(3)中，所述传热模型中钻孔外的传热模型满足以下假设条件：
钻孔外区域介质中的传热机理仅考虑导热，不考虑流体渗流等引起的其他传热；
钻孔外区...

【专利技术属性】
技术研发人员：方亮，姚海清，方肇洪，
申请(专利权)人：山东中瑞新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37