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一种竖直地埋管换热器参数化设计的高效计算方法技术

技术编号:8161707 阅读:234 留言:0更新日期:2013-01-07 19:38
本发明专利技术公开了一种竖直地埋管换热器参数化设计的高效计算方法,本发明专利技术将热泵系统竖直地埋管换热器的逐时吸排热热流表示为矩形脉冲热流序列,通过引入单位矩形脉冲热流作用下地下岩土无量纲瞬态温度响应—函数的概念,获得其积分区间为[0,]的函数,将钻井参数带入设计计算,保证计算结果准确可靠,极大地减少了计算时间,为竖直地埋管换热器参数化设计提供了一种高效的计算方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地源热泵领域,特别是一种竖直地埋管换热器參数化设计的高效计算方法。
技术介绍
在地源热泵中,竖直地理管 式地热耦合热泵系统因地下岩土温度场稳定、能源效率高而愈来愈被广泛使用。它主要用在各类建筑的采暖空调和热水供应系统中。竖直地理管换热器建造成本高,换热器设计过大会导致初投资浪费、运行成本高;换热器设计偏小则不能保证热泵系统稳定运行,不能满足系统吸排热量的需求,降低系统运行效率。在设计地热耦合热泵系统时,竖直地理管换热器的设计计算十分关键。热泵系统运行期一般为10-30年。为了设计恰当大小的竖直地理管换热器,需要根据热泵系统运行期内逐时吸排热量计算出竖直地理管换热器管内逐时流体温度、地下岩土逐时瞬态温度,以评估换热器的大小是否能满足热泵系统在运行期内的吸排热量需求。竖直地理管换热器的设计计算參数多,必须通过參数化设计才能设计出合适大小的地理管换热器。目前大多采用g函数方法计算地理管换热器在运行期内的管内逐时流体温度、地下岩土逐时瞬态温度。所谓g函数,就是单个垂直钻井在单位热流的作用下地埋管换热器管壁温度和地下岩土无量纲瞬态温度响应。有了 g函数值和热泵系统在运行期内的逐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种竖直地埋管换热器参数化设计的高效计算方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:1)根据竖直地埋管换热器钻井群可使用地面面积,初步选取一组钻井参数配置:钻井间距参数D,?偏移距离x,及钻井数N,?钻孔半径rb,钻孔深度H,岩土导热系数ks,岩土热扩散系数???????????????????????????????????????????????,需要设计计算的热泵系统运行年数n;2)将地源热泵系统中需要由地埋管换热器从地下提取或排入地下的1年中每个小时时刻的热量除以(H??N)后,?表示为单位竖井长度逐时传热热流的矩形脉冲序列[(q(t1),?q(t2),?q(t3),?…,?q(t8760)...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:陈友明张训水杜次元魏鹏飞
申请(专利权)人:湖南大学
类型:发明
国别省市:

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