垂直双U型地埋管换热器作用下南宁盆地岩土热传递特性研究

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地源热泵的性能很大程度上依赖于地下埋管的换热性能,而地下埋管的换热性能与周围岩土层的热传递特性密切相关。对于不同区域的水文地质及工程地质条件,土体热传递特性将有所不同。本文依托南宁某垂直双U型地源热泵工程开展了监测地埋管周围岩土层温度变化情况的原位试验,并在此基础上进行了数值模拟,探讨了南宁盆地岩土热传递特性及其应用研究。本文通过原位测试探索了垂直双U型地埋管换热器作用下南宁盆地岩土层温度变化规律,并开展了数值模拟研究。研究结果表明:(1)通过计算得知岩土层温度全年不变时的最小深度为9.70m。根据实测土体温度数据,地表以下10m深度范围的温度年变化很小,与此结论基本一致。(2)监测孔最深处测点温度在机组运行期间有所下降,降幅很小,但在恢复期温度没有回复。其他各测点温度变化情况与机组运行情况有关,机组运行时测点温度就随着降低,机组停止运行时测点温度均有所回升,但未能回升至原始地温;(3)机组运行两年后,距离工程井5m远的参照孔的各测点温度均也有所降低,降幅最大测点的降幅达到1.5℃,说明该工程井的热作用范围已经达到5m,但影响不大。随后运用有限元软件ABAQUS建立了泥岩层的传热模型,计算所得的模拟值接近于原位观测值。
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