滲流條件下豎直U型埋管傳熱過程的實驗研究.pdf

1、土壤源熱泵系統(tǒng)是通過傳熱介質（水或以水為主要成分的防凍液）在封閉的地埋管環(huán)路中流動，實現(xiàn)系統(tǒng)與大地之間的換熱來提取土壤熱（冷）量，再通過室內環(huán)路將熱（冷）量輸送到建筑物各個房間或區(qū)域進行供熱制冷。近年來，土壤源熱泵得到了廣泛的推廣，并被多個領域運用，地下水滲流是地埋管換熱器換熱性能的重要影響因素，得到更多專家學者的關注和研究，但由于多數(shù)模型受研究條件與研究對象限制，存在適用性差、預測不準確、模型參數(shù)測試困難等問題，因此有必要繼續(xù)開展相關

2、的基礎研究，積累大量實驗數(shù)據(jù)，為進一步優(yōu)化和完善理論提供可靠依據(jù)。
　　本文通過室內物理模型實驗，對滲流條件下豎直U型埋管換熱過程進行研究，首先根據(jù)以有滲流地層的平行六面體為參照原形進行設計砂箱模型，搭建了包含砂箱裝置、供熱裝置、空調裝置、測試裝置、數(shù)據(jù)采集裝置的實驗臺，針對礫砂，先進行基本參數(shù)測定實驗，再分別開展飽和有/無滲流條件下不同熱（冷）源溫度、不同滲流進水溫度、不同滲流速度的實驗研究，不同熱源溫度為30℃、35℃、40℃

3、，不同冷源溫度為5℃、10℃、15℃，不同滲流進水溫度為15℃、20℃、25℃，不同滲流速度為水位差分別為5cm、30cm、55cm時對應的滲流速度，最后對實驗數(shù)據(jù)進行整理分析，并利用 Surfer軟件對實驗數(shù)據(jù)進行處理分析，得到等溫線分布圖，明確揭示各個因素對豎直U型埋管傳熱過程的影響。
　　實驗結果表明：飽和有/無滲流條件下，土樣在加熱（制冷）過程中，各測點溫度變化量ΔT隨時間的變化均呈現(xiàn)先增長（減?。┖筅呌诜€(wěn)定的趨勢；飽和有

4、/無滲流條件下，土樣完成加熱（制冷）后，進行土樣溫度場恢復過程中，各測點溫度變化量ΔT隨時間的變化均呈現(xiàn)先減?。ㄔ鲩L）后趨于穩(wěn)定的趨勢，且當熱（冷）溫度與環(huán)境溫度（滲流進水溫度及室溫）相差越大時，溫度場恢復所需的時間越長；飽和無滲流時，距離熱/冷源距離相同的測點達到穩(wěn)定后的溫度變化量ΔT相近；飽和有滲流時，距熱/冷源距離相同的測點達到穩(wěn)定后的溫度變化量ΔT不同，砂箱下游測點溫度變化量ΔT明顯偏大，且熱源溫度變大、冷源溫度變小、滲流進水溫