散热在地理管换热器换热方面的改进研究 地埋管吸热时,其换热过程与排热相反,随着埋管周围土壤水分的增加,潜热的换热量增加,埋管周围土壤的导热系数增大,冬季地埋管吸热的换热效果要好于夏季地埋管排热的换热效果。此外,地埋管自身的换热量除了取决于其换热热阻也取决于地源热泵机组运行工况,地埋管的排/吸热量计算式:地埋管排热量=COP+1COP@建筑空调负荷,埋管吸热量=COP-1COP@
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散热在地理管换热器换热方面的改进研究
地埋管吸热时,其换热过程与排热相反,随着埋管周围土壤水分的增加,潜热的换热量增加,埋管周围土壤的导热系数增大,冬季地埋管吸热的换热效果要好于夏季地埋管排热的换热效果。此外,地埋管自身的换热量除了取决于其换热热阻也取决于地源热泵机组运行工况,地埋管的排/吸热量计算式:地埋管排热量=COP+1COP@建筑空调负荷,埋管吸热量=COP-1COP@建筑空调负荷,可以看出随着地埋管换热的持续,其换热热阻增加,地埋管的进出口水温温差减少,出口水温在夏季工况时升高,冬季工况时下降,这都导致机组的制冷/制热效率下降。夏季机组效率下降,可以看出,夏季随着机组效率的降低需要地埋管的排热量反而增加,这将导致地埋管换热效果的持续恶化;可以看出机组冬季效率下降将导致地埋管的吸热量的减少,这点与夏季地埋管的排热工况正好相反,结果是地埋管吸热量减少,埋管周围换热区域的岩土能够有一定的时间恢复从而提高地埋管的换热系数,这种情况相当于冬季地埋管的换热情况是能够有一定自身调节的能力,而夏季地埋管的换热是随着排热持续进行而加速恶化。所以,对于地埋管的夏季排热工况,一定要通过辅助散热装置比如冷却塔来帮助地埋管换热效果改善,冷却塔辅助散热不仅仅是平衡地埋管冬、夏季的换热量,也是改善夏季地埋管换热效果,缓解夏季地埋管周围换热区域岩土热堆积的有效方法。地埋管换热器冬、夏季吸/排热和有辅助散热装置下的地埋管换热器的换热机理。

有冷却塔散热的混合式地源热泵系统的运行试验
通过上面分析可以看出地埋管的冬、夏季换热情况不仅取决于所服务建筑的空调负荷,也取决于地埋管换热情况,二者互相影响。总体上,地埋管换热的效果是冬季吸热状况优于夏季排热状况,在工程应用中,即使地埋管的全年吸/排热基本平衡也应该增加辅助散热系统,目的是缓解地埋管周围岩土的热堆积。
有冷却塔散热的混合式地源热泵系统的运行试验有冷却塔散热的混合式地源热泵系统的运行试验是在地埋管单独运行试验结束24h后进行,周期8h,实行冷却塔与地买管并联形式,控制方式是在考虑地埋管周围岩土全年热平衡基础上设定进入地源热泵机组冷凝器入口水温为30e。
混合式地源热泵与地源热泵运行工况比较试验分项制冷机组能效比(W/W)空调系统能效比(W/W)地埋管换热系数地埋管单独运行后16h(稳定工况)3.332.313.47地埋管单独运行前8h(启动阶段)3.772.624.86地埋管与冷却塔并联运行8h(定冷凝器进口水温30e)3.522.454.17从试验结果可以看出,虽然在地源热泵启动阶段地埋管的换热系数比较高,但在地埋管到达稳定工况之后(即机组运行8h后),制冷机组的能效比、空调系统能效比,地埋管换热系数,有辅助散热的混合式地源热泵系统比单独运行地埋管换热器的地源热泵系统都要高。其中地埋管的换热系数高出20.1%,可以看出辅助冷却对地埋管换热器的换热效果有明显的改善作用。

气相换热的热管换热器热管外都采用加肋强化传热
由于管材与工质的化学不相容性,使得钢 水热管内部发生腐蚀产生不凝气体氢气。氢气越多,换热效果越不好,氢气积聚到一定程度可以使热管完全丧失传热功能。 气相换热的热管换热器热管外都采用加肋强化传热,翅片形式多选用穿片或螺旋形缠绕片,这些翅片结构紧凑,肋化比高,果明显,但缺点是极易积灰结垢。对于高粉尘流体,即使翅片间距取12~20mm,在某些情况下也会出现严重积灰。对于高含尘流体,目前趋向于选择以下2种结构。
(1)轴对称单列纵向直肋翅片 该翅片结构简单,制作方便,相对肋化比低,不易积灰。如果将翅片做成不等高,即降低背后翅片高度,可进一步减少积灰。目前此结构的热管换热器已投入工业应用效果较好。
(2)钉头管 钉头管作为换热设备的传热元件一般多用于粘结性积灰部位。例如,在燃油加热炉的对流室中,为了减少热管换热器的积灰堵塞,将钉头管制成的热管空气预热器用于以高含硫油为燃料的常减压加热炉中,投用多年无积灰堵塞现象。
翅片管传热原理用普通的圆管(光管)组成的热交换器
翅片管传热原理
用普通的圆管(光管)组成的热交换器,在很多情况下,管外流体和管内流体对管壁的换热系数是不一样的。所谓换热系数,是指单位换热面积,单位温差(流体与壁面之间的温差)时的换热量,它代表流体和壁面之间的换热能力的大小。例如:
水在壁面上凝结时的换热系数为: 10000—20000 w/(m2.℃)
水在壁面上沸腾时的换热系数为: 5000----10000 ------
水流经壁面时的换热系数大约为: 2000---10000 ------
空气或烟气流经壁面时的换热系数为: 20---80 --- ---
空气自然对流时的换热系数只有: 5---10 -------
由此可见,流体与壁面之间的换热能力的大小相差是很悬殊的。
下面,设想一个实际的换热情况:圆管内部是流动的水,其换热系数为