基于太阳能季节性蓄热的地热换热器传热分析

太阳能基于地埋管季节性蓄热，是把太阳能热利用与地埋管地源热泵相结合，将其从传统的热水供应扩展到建筑供热空调的重要技术创新。太阳能季节性地下蓄热传热机理研究是该项技术的应用基础和技术难点。国际上现有的地下蓄热传热分析主要有半经验公式方法或离散化的数值计算方法，尚不能很好满足工程设计和能耗分析的需要。本研究采用新方法的理论基础之一是叠加原理，即把具有复杂边界条件和热源的问题分解为许多较简单的问题，特别是把太阳能随时间变化的热辐射分解为一系列脉冲负荷；把具有多个地埋管的地热换热器的温度场化作许多单孔温度场的叠加，进而确定任一时刻的温度响应。其理论基础之二是求解单个地埋管传热问题的解析解，特别是考虑蓄热期、非蓄热期的热流变化等复杂因素时多维非稳态传热问题的解析解。用这种方法求解复杂的太阳能季节性蓄热问题，传热分析模型更加精确、计算速度大大加快，完全可以满足工程设计和系统模拟的需要。