圆台型螺旋能量桩换热特性的模拟分析与验证

• 作者: 刘亚姣 卢军 庄春龙 杨小凤 黄光勤
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 热泵 换热 数值模拟 螺旋能量桩
• 年，卷（期）: 2018,（7）
• 所属期刊栏目: 农业生物环境与能源工程
• 页码范围: 227-234
• 页数: 8页
• 分类号: TK124
• 字数: 7269字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.07.029

摘要

为了减少地源热泵的热干扰、提高其换热效率,该文提出了一种新型"圆台型螺旋能量桩(truncated cone helix energy pile,COHEP)".同时为了更加准确地模拟新型圆台型螺旋能量桩的换热特性,综合考虑初始土壤温度的不均匀性和土壤上表面动态边界条件,建立了三维数值模型,分析了不同锥角下圆台型螺旋能量桩的换热特性.结果表明:圆台型螺旋能量桩沿水流方向可以分成4个换热阶段:入口阶段→热短路阶段→小温差阶段→出口阶段.圆台型螺旋能量桩的底部热干扰现象较为严重,且锥角越大,底部热干扰越明显.相反,由于顶部螺旋半径较大,热干扰效应较弱.圆台型螺旋能量桩的单位管长换热量随着锥角的增加而线性增大,当系统运行时间为12 h时,锥角从0增加到10°再增加到20°,单位管长换热量增长率分别为2.54%和3.53%.新型圆台型螺旋能量桩单位管长换热量大于传统圆柱型螺旋能量桩, 20°锥角条件下的单位管长换热量比传统圆柱型螺旋能量桩高了约6.16%.通过对新型圆台型螺旋能量桩的换热特性进行探析,相对于传统圆柱型螺旋能量桩,提升了换热效率,同时为后续的推广应用和工程设计奠定了理论基础.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	卢军	重庆大学城市建设与环境工程学院	113	681	14.0	21.0
2	庄春龙	陆军勤务学院军事设施系	4	3	1.0	1.0
3	黄光勤	陆军勤务学院军事设施系	3	2	1.0	1.0
4	刘亚姣	陆军勤务学院军事设施系	3	2	1.0	1.0
5	杨小凤	陆军勤务学院军事设施系	3	3	1.0	1.0