并聯U型埋管能量樁傳熱分析.pdf

1、山東建筑大學碩士學位論文題目并聯U型埋管能量樁傳熱分析計：學位論文54頁表格1個插圖14幅評閱人：指導教師：學院院長：學位論文完成日期：蘭山東建筑大學碩士學位論文摘要在國家大力倡導使用新能源的政策下，節(jié)能環(huán)保的地源熱泵技術越來越廣泛地應用到現如今的節(jié)能建筑中。同時，地熱能是一種潔凈的可再生能源，在當今資源能源日益緊缺的情況下，這也推動著地源熱泵技術的不斷突破發(fā)展。在這個背景下，樁基埋管地熱換熱器的研究與發(fā)展得到了國內外眾多學者的關注。樁

2、基埋管換熱器也稱作能量樁，它可以充分利用建筑物的地下面積，減少埋管的占地空間與鉆孔費用，這些優(yōu)點大大提高了能量樁在實際工程中的推廣應用。能量樁埋管形式主要有：U型埋管，W型埋管，以及螺旋埋管等幾種常用形式。其中多組并聯U型埋管具有施工簡單，換熱面積大效率高等優(yōu)點已在工程中得到一定的應用。但由于多組并聯U型埋管在樁內及土壤內傳熱機理的復雜性，目前國內外學者并未給出較為全面而準確的解析模型?，F有的傳熱模型中多考慮的是三根以內的U型管的構置形

3、式，且均在樁土熱物性相同的假設條件下進行傳熱分析，這在一定程度上限制了并聯U型管能量樁的進一步的研究和應用。鑒于上述原因，本文主要針對并聯U型埋管能量樁的傳熱過程進行研究，建立的傳熱模型將為并聯U型埋管能量樁換熱器的工程設計計算提供可靠的計算方法及理論指導。本文首先在樁土熱物性相同的假定條件下，建立了樁基U型埋管換熱器的非穩(wěn)態(tài)傳熱模型。其次，在單個U型埋管傳熱模型的基礎上，進一步提出了在樁土熱物性參數不同的條件下內置多組并聯U型埋管能量

4、樁的傳熱模型，并利用拉普拉斯變換法與線性疊加原理求得了多組并聯U型埋管換熱器的樁土溫度場的解析解。針對多組并聯U型埋管的物理模型，建立了非穩(wěn)態(tài)傳熱過程的數值模型，并利用數值模擬結果對解析解進行了驗證。通過與數值模擬的計算結果對比，解析解比數值模擬結果偏大，本論文也研究分析了結果產生差異的幾種可能原因?？傮w上看，本文提出的解析模型具有一定的準確性與可靠性，可以用于指導工程設計。本文還對樁土熱物性相同與不同的兩種假設條件下樁土溫度場變化進行