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摘要
在设定钻孔壁温度均匀且不随时间改变的前提下,建立两种循环水流动方式下(外进内出:循环水由外管流进,内管流出;内进外出:循环水由内管流进,外管流出)的套管式地埋管换热器(以下简称换热器)稳态换热模型,采用解析法计算环形流道、内管循环水沿程温度。将换热器能效、换热流量作为评价指标,分析换热器换热能力的影响因素。在供冷工况下,得到以下结论:虽然两种流动方式的循环水沿程温度分布不同,但换热器出口循环水温度相同。设定参数条件下,采用内进外出流动方式,内管内循环水在下降过程中温度逐渐降低,环形流道内循环水在上升过程中温度也逐渐降低。采用外进内出流动方式,环形流道内循环水在下降过程中温度逐渐降低,而内管内循环水在上升过程中温度逐渐升高。虽然外进内出、内进外出流动方式的环形流道与内管间均存在热短路现象,但外进内出流动方式的热短路现象更加明显。增大内管壁热导率,使两种流动方式的热短路现象明显增强。增大外管壁热导率,有利于改善两种流动方式的热短路情况。其他参数不变的情况下,换热器进出口循环水温差、能效、换热流量均随钻孔深度的增大而增大。其他参数不变的情况下,换热器进出口循环水温差随循环水质量流量的增大而逐渐降低;能效随循环水质量流量的增大而减小,并趋于稳定;换热流量随循环水质量流量的增大而增大,但增速逐渐放缓。其他参数不变的情况下,换热器进出口循环水温差随外管壁热导率的增大先迅速增大,然后趋于稳定。其他参数不变的情况下,换热器进出口循环水温差随内管壁热导率的增大先迅速减小,然后趋于稳定。能效、换热流量的变化情况与套管式地埋管换热器进出口循环水温差随内外管壁热导率的变化情况一致。
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