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地源热泵系统套管式地埋管换热器传热研究综述报告
地源热泵系统套管式地埋管换热器传热研究综述报告
随着全球对环保和能源节约的要求越来越高，地源热泵系统作为一种新型的环保节能技术，已经逐渐成为了人们关注的热点。而套管式地埋管换热器作为地源热泵系统的核心组成部分，其传热性能对地源热泵系统的运行效率和经济性具有至关重要的影响。本文将对套管式地埋管换热器的传热研究进行综述。
1.套管式地埋管换热器的结构和传热原理
套管式地埋管换热器主要由内管和外管组成，内管为水管，外管为导热管。地埋管道被埋入地下，内管中的水在地下与地面的热交换过程中吸收或释放热量，再通过外管中导热介质的传导和对流方式将热量传递到地源热泵系统中。内管和外管之间的空隙也可以填充热不导电的材料，如泡沫塑料，起到保温和减小水管的弯曲半径的作用。
2.套管式地埋管换热器的材料选择
套管式地埋管换热器的材料选择对于其传热性能具有很大的影响。现在通常使用的管材有聚乙烯管、聚丙烯管、高密度聚乙烯管等。其中，聚乙烯管材料适合低温、低压工况，聚丙烯管材料适合高温、高压工况，高密度聚乙烯管材料则具有强度高、耐腐蚀、耐破裂等特点，适用于各种工况。而导热介质的选择则取决于其导热性能和耐腐蚀性，当前常用的导热介质有乙二醇、丙二醇、硅油等。
3.套管式地埋管换热器的传热特性研究
套管式地埋管换热器的传热特性主要包括传热系数、热阻、热扩散系数等。研究表明，内管和外管的导热系数、水管的弯曲半径、壁厚和填充材料的导热系数等因素都会影响到套管式地埋管换热器的传热性能。同时，也有研究表明，在相同流量、相同管径等条件下，不同材料制作的换热器的传热效果也不同，一些具有优异性能、高强度、高韧性、耐高温性、磨耗性等的材料逐渐成为了制作套管式地埋管换热器的研究热点。
4.套管式地埋管换热器的热阻分析
套管式地埋管换热器的热阻分析可以对其传热效果进行评价。热阻分析是根据内管和外管之间的热流动计算出的壁面平均温度差来计算的。当前的研究表明，套管式地埋管换热器的热阻主要受到水管的弯曲半径、填充材料的厚度和导热系数等因素的影响。减小内管和外管之间的空隙和选择优异的材料可以有效地降低热阻并提高传热效果。
综上所述，套管式地埋管换热器的传热性能对地源热泵系统的运行效率和经济性具有十分重要的意义。未来需要进一步探索在不同工况下的材料选择和优化设计，以提高其传热效率和可靠性，加速地源热泵系统的普及和推广。