trnsys详细完整总结

1、一模块解析控制卡中模拟时间的选择。s t ar t - - - s top 一般情况下，模 拟只 能是开 始时间 小 于 结 束时间一年中不同的月份以及其对应的小时数和天数月份 天数 小时数1123274436014164912160512128806152362471824344821350881027465521130572961233580161366876092445832equation tool 的应用和简介功能：简 单的计算： 如 o ut put 1=2*i nput 2+si n ClO* i nput3 ) +i nput l*3/ 20逻辑运算out put =GT (

2、i nput 1,i nput 2) 可以替代 t ype2 来当作控制器来控制机器的开关out put=MOD ( t i me , 2 4 ) 判断一年的总时间在一天中的时间 主要用于：l 作 为控制器来控制开关2简单的负荷计算，作为时 间的函数后处理工具，作 为计 算器来出来方程式，如 集 热器的 效率计 算，太阳能保证率， 系统保证率等计算。4控制设备运行时刻表，这个 功能比较差一点，建议用 t ypel 4 替代这个功能。建筑里面控制方位角。逻辑函数简介：ABS(） 取绝对值ACOS() 反余 弦 函数AND( , ) 逻 辑 并ASI N(） 反 正弦 函数. ATAN( ） 反

3、正 切 函数. cos() 余 弦 函数EQL( a, b ) 如果a 等于b, 返回 l， 否则返回 0EXP() e 的次方，自然对数GT(a, b ) 如果a 大于 b, 返回 l ， 否则返回0INT(） 取整数OR( , ) 逻辑或LN()lineLOG()l og l OLT( a, b ) 如果a 小千 b, 返回 l， 否则返回 0 15.MAX(,)取最大MIN( , ）取最小MOD ( , )取余数NOT()逻辑非SIN()正弦函数TAN()正切函数CONST常数TIME (）模拟的时间START()开始时间STOP()结束时间STEP ()时间步长LE(a , b)如果

4、a 小千或者等于 b, 返回 l ，否则返回0NE(a, b )如果a 不等于 b, 返回 l ，否则返回028. AE( , )29. GE(a , b)如果 a 大千等于b, 返回 l， 否则返回 0温差控制器太阳能土壤源热泵系统模拟程序的运行除了要按照模型结构准确定义模拟 参数和输入输出关系以外，还需要加入合理的控制模块。其中， 热泵机 组供 热和制 冷运行模式的切换信号由季节控制器给出； 循 环水泵和热泵机组的启停由温差控制器决定。以太阳能集热器系统为例，系统的 运 行采 用温 差控制 方 式 ： 当集热器出口与水箱底部的温差大于设定温度6-THcs-1oc ) 时， 控 制器 发出

5、信 号 ，循环泵开启，系统开始工作，热量从集热器传 输到蓄热水箱 ；当 温 差 小 千设定值ATL( 2-4 C) 时， 集热效率较低，循环泵停止运行。控制器输出的控制信号九，同时作为其下一时刻的输入值。 用兀和飞分别代表集热器出口和蓄热水箱底部的流体温度，则溫差控制器模型的原理可表示为，1控 制器的输入信号r为 1 时：若 !.TL勺九TL则输出 信号 九，l ; 若 /.TL 几TL 则输出信 号r =O。2 控 制器 的 输入信 号y ，为 0 时：若 !.TH 九TL则输出 信号 九，1 ;若 !.TH 几T L 则输出 信号 九，o.图 2- 13 温差控制模块工作原理Y y.= I

6、r- - 仁= -lIT. =O|OT -1-_ _,.y_i _ _ _IIATL(TH飞）1TH图 1水 泵水泵作为为整个管路的动力装置，在闭式循环系统中，水泵为其所在管路提供所 需要的流撮，水泵忽略其的入口 流撮，即水泵的入口流翟不作为其计算的参考值， 而耗能等数据根据出口流翟计算得出，出口流掀则是有用户自己来觉得的。(1 ) 定速泵t ype ll 4迾扣钉1刮沁td fl o 研 ra t1000 0k&/h“ore2L 一3，4”“ 19旬 kg xHoreBa led pow-er C1沁to r hea -l 1o sf ra c ti on26e4 okJ/ h工“oreo

7、o氐 r e. , ,丘 的 r-I ln-pul IOulpulI Derivalive ISpeci斗 Car s I External Files ICommenl I4图 2其额定流撮（参数1 ) 为泵实际工作时的流掀，也 就 是 出口流噩，其额定功率（参数 3 ) 为实际工作时的功率，并不是 我们平常所说的水泵的额定流昼和额定功率， 而是泵的工作点的流量和功率， 工作 点就 是 系 统性 能 曲 线 和 泵的性能曲线的交点，这个交点的确定步骤为l ) 根据冷热负荷和温差计算得出泵的理想工作流撮， 根 据管路的阻抗确定工作流昼下克服管道阻力所需要的水头。2 ) 根据理想工作流撮和管路的

8、阻力水头选择适合的定速泵，确定其实际工作时的流掀和功率3) 分别输入到参数 1 和参数 3 中。Epea4水泵的工作点的确定如图 3S ystemCu啖 PumpCu戊vol umetric flow rate (1/s图 3扣耟主w( 2) 定速泵Type747“e.配 re.:_4L5，6L7Flllid si,eci.fic heatFluid densit 了14, 11000 0ookJ /k&, I(lt/m 3沁 e .沁 re . t o r h. I Ionfraction.Loci ca l 心 i t foE P 叨 p data fi 1e 9,“e.配 re. . .

9、H 叩 beE ot p 叩 p 1poi 几 s12沁 re . .“e.QC!.令 1 . . ,. .$千; ,.;。 1( (豆1丘 叩H er jInpul IOulpulI Derivative ISpec心 C釭 ds I Ex ler :n斗 凡l es I Commenl II寸1 加 s i en flow:rate10000 0luaturo20 0C氐 r e .2345奇l111I fl11i d f lo 研 r. t e0 0k/hrHore.Controls ic 沁 l1 0氐 r e. , ,贮 toreffi ci enc70 9 re .阳 7电机效率为

10、图中 l!1p ut 的第 4 个参数5 变频水泵如下图所示， 变 频泵的工作点是由系统的性能曲线和泵的性 能曲线的交点确定的stemOmpCuEP”auv o lu m e t r ic flow rate 1/s)泵的性能曲线为不同转速下的性能曲线，其实这个曲线是一个区域，即变频 泵的工作区域。系统的性能曲线一般为二次曲线H = a + b Q + c Q2其中H 为水头， Q 为流昼。式中a、b、c 三个数值的不同， 对 于水泵的工作点的确定是至关篮要的。下阳为实际变频供工作状态举例140120080610025%5 0%75%100%闭 式系统开式系统皂f 兰(4020。5010015

11、0流呈m 3/ h20025025%50%75%100%分别是指额定转速的百分比以下是 unsys 中关千变频水泵的一些总结Tmsys 中通过外部文件来确定泵的性能曲线的变频泵的种类!Type748 输入流昼2Type749输入功率3Type750 输入转速Type748 是根据俙要的出门流翟来确定其他参数的，下而以 type748 为例如下阳一所示， 这个帘 要的出I流盘 指的是 IIlput 中的3Desired outlet flow rate, 这个伯在IIlput 中就是说，这个伯是根据自己的斋要变化的，可以自己定义的， 即可 以通过外部 文件的方式输入， 也可以通过桢拟系统中的其他

12、参数利用计算器计览出来。 P引甲la迾因r 晌 ehrInput IOulput I Derivative I Special CardsI E l er nal 几 1 es I Commenl I日，1洽 I Inlet fluid temperature20 0C 工 e23nle,t l u,Clo.“ ，0 0li/hr比 e .Dsi rd out 1 t flow ra.t10000 0“西 工e贮 to r ff i ci ency0 9 e .阳一会n咑1壹1沁 si cn flow rate10000. 023匕4匕5loo14 I1000 0o. 0k,/llr mkJ/

13、k Kk&/m 3忙811217lionllo,.llo,.沁lt, )(o+ 氐e. . 书氐e 书氐lt , Q“o I，豆1Par 珈 e ler IInput I Output I Derivative ISpeci斗 Car ds I Exter n斗 几l es I Comment I阳 二如阳二所示， p ara m eter 中的 ! D e s i g n flow rate 是指ra te d flow rate 即额定流昼，这个额定流扯就是变速泵的名牌上标的额定流扯 D e sig n h ea d 是指ra te d he ad 即额定流昼下的水头，在选择变速泵时往往是

14、根据这个两个值来选的。E l阳P叫釭 晌 ele r IInput IOutput I Drivat iveISp令c i al C釭 ds I E trnal :FilesIComment I5d “ D0i n t $12沁 re. , ,of 11um11 s11eeds7Kore.3“ore.OU“”: coefti cient一10 0沁 re. , ,curve coefti ci ent-20 0沁 re . .curve coeffi ci en-t-30 0配 re, .日1L阳四如阳四所 示，对 于系统的性 能曲线， type748 是通过在 parameter中定义实现的

15、定义的参数从 9 到 12, 所定义的公式如下h = a。+ ai r+ a2 r2+a3 y3+.其中参数Y0.1Normalized massflow rate(desired flow rate / rated flow rate)是指标准化的水头其值等于斋要的流昼额定流盘h 是指标准化的水头，其值等于实际水头额定水头而 a。a1 a2就 是指图四中的 参数JO 到 12 ，注 意这个伯 和实际 系统的性 能曲线中 的参数是不 一样的 ，前面已经提 到，实际 系统的性 能曲线为 H = a + bQ + cQ2 其中H为水头，Q 为流昼参数 9Coefficientsfor system

16、 cUJve 就 是定 义 a 的个数，如果这个数变 大，参数 9 一下的参数数扯也会相庙的 坳加 ， 由于系统性 能曲 线一般为 二次曲 线，所 以这个数 一般为 3o巧 1. 5 I乃 1S 11 1，5 21 巧 30 35“ 5 50” 6 9 6 5 10，888889，99，.257.1U638.6?16.178.7525.22ti.7175.21ti.715s .2,？1S.1, . .78,.1,2.1?. .7,1758.7 111.722.78.728.7o.1S28.6o. 2$228.5，以128上t1. s, 1“+28.3 , .6. 21. .13 326. .1

17、”阳五如阳五所示， 变 速泵的性能曲线由于比较复杂， 所以 是通过外部文件的方式输入的第一行是速度比， 是指 当先水泵转速额定转速，这个在选择变速泵时，厂家会给出每一个速度比下对感的一条性能曲线。这个参数的个数要在图二中的参数8number of pump speed 中定义。第二行是指体积流冠，单位是升秒，也就是Kg/s, 一般 trnsys 的流昼单位是kg/h, 后者是前者的 3600倍。这个参数的个数要在阳二中的参数7nllnber of pump data points 中定义。下而的各行是在相应的体积流盘和速度比下的泵所能提供的水头和泵的总效率水头的单位是m泵的总效率水泵的效率 X

18、 电机 效率即1J p umpingn。vera ll1J motor电机效率为图一种 I11put的第 4 个参 数Type748 根据所帘要的流掘来读取泵的性能曲线的外部文件并和系统的性能曲线来组合计笋，这是一个迭代计算，知道两个曲线的交点的流盘和所衙要的流昼一致时迭代停止。 这个迭代是从所衙要的流掘和0 速度比时开始的，要保证所衙要的流盘在外部文件的橄大伯鼓小值之间选泵时要注意泵一定要留有一定的余昼，或者要根据橄大负荷时的流蔷来选，不然的话水泵在运行外部文件时如果流昼较大时， 找不到外 部文件中的对应数伯， 迭代就 会溢出。如果使用变频泵要尽拭使水泵在25以上的转速运行，因为这 一般是实

19、际水泵的性能曲线的下限。如果所斋流扯有部分小流昼时， 那就要在开始设置 ， 0% 转速和 0 流扯的悄况，这样水泵在运行时会自动通过差值计算小流掘参数，从而不会超过外部文件中的橄小值（外部文件已 经是O, 不会比这个更 小 了）。热泵命地源热泵两个换热器多为壳管式换热器， 即 地 源 热 泵为水系统形式的热泵，在rt nsys 中选择 t ype668 水水热泵。Type668 的模型依 据是建立在 热泵本 身不能变频的基 础之 上的，即 热 泵自身没有调节能力，热泵是全负荷运转的，而热泵的制冷能力则 是根据源侧 和负荷侧水的入口温度来决定的，不同负荷侧和源侧入口温度对应的制冷能力和能耗可以从

20、产 品的样本中查出。在不同源侧和负荷侧水的入口温度对应的制冷能力和能耗是 t ype 从外部文件中调用的，需 要用户根据自己的需要，在选择了适当的热泵之后，自 已建 立 外 部文件 。热泵 的 外 部文件 包 括两个： 1 ) 制 冷运行数据 2) 制热运行数据如图8 所示红l1r.fl the cool inllhi ch. file contains I 沁 mp_C. Datper fo rma11e 怂 ta ?r3I the h.eatinrWhich. file contains ISamp_K 怂per to rm. IICe 妇 ta ?F.or IInput IOutput

21、I肛r i n i voISp 心 Cv ds 卫xler n 斗 八 l es ICmmon I图 8对 千外部文件的编写-3.89, .22 12.78 18.337. 22 12.11 18.33 23.89.9. 9.10. 7. D1 10.3 句匈h. 19 11甸她遍 1. 2. 12.5.38.39 13.，道.,.33.29 16.16?6.8“ 1o. 匈 72.27 11.9 遍63.36 1句. s 和 1S. 90 S0.82 18.70.,. . . , 11.,. 12.,.,.” 1 句2.74.14 1S.60. . . . 19.90 1配1.2 111.s

22、 13.，匈 . 79 15.2 岫. s . 63 16. ， 遍19.17 1.2.?Ua1 ues o, EntEring Load Je nperatur es in 0e9rees C.lsi”Sr29.” “ 18 归 l ues oF Entering Source Te 呵 mratu“es in e9rees ceE lus lfUl Col i ng(kW) ndU - 3. 09/1.22,rota1 COOli n9(KU)a nd POuer(k 忖） at - 3.89/ 12. 1.Htl Cooling(kW)and er(k) t -3.8?/18.33!T

23、ta l Cooling(kW)and Puer(k) at -3.19/23.89. rota1 CO. li n9( KU)a nd Pouer(k 神） at - 3. 9/29 . .,rota1 COOli n9(KU)a nd POuer(k M ) at - 3.89/3 7.1., Jota1 Co.li“9(KU)and Po”er( K忖） at 7.22I 7 . 2 2. rot j1 CO.l1“9(KM)a.d Pouer( K. ） t 1.22I12.?8r. Tota1 CO.lin9(KU)a.d POuer(KM) at 1 . 22/1. . 33 lf

24、Ul Col i ng(kW) ndU 7.22/23 .9 Htl Cooli ng(k W) a nd er(k) t 7.22/2.?. 拗 Htl Cooling(kW)and er(k) t 7.22/37.78. Tota1 CO.lin9(KU)a.d POuer(K神） ., 12.78/7.22r,rota1 COOli n9(KU)a nd POuer(k M ） at 12.18/ 1 2.1. lfUl Col i ng(kW) ndU 12.78/18.33 Htl Cooling(kW)and er(k) t 12.78/23.89. Tota1 CO.lin9(K

25、U)a.d POuer(KM) at 12.1. /29 . .r. rota1 CO. li n9( KU)a nd Pouer(k 神） at 12.18/31 . 1. lfUl Col i ng(kW) ndU 18.33/7.22 Htl Cooling(kW)and er(k) t 18.33/12. 78!To t l cooling(kW)M Pouer(kW) 18.33 118. 33r. Tota1 COOlin9(KU)a.d POuer(KM) at 18.33/23. 89lfUl Col i ng(kW) ndU 18.33/29.4图 9 制冷时的外部文件但 2

26、2 37. 78 勾3. 33 勾8 . 89 ! Ualues of Ent eri ng Load Tem pe r a t ur es in Degr ee s Cel s i us-3.89 . 12.78 21.11 29勾勾？ 归 l ues of En t e ri ng Sour ce Te npe r a t ur es in Degr ees Cesli us56.0018.0276.9020.12974722.S2! To t a l Cooli ng ( klf)a nd Pow e r ( k W) at 32. 22/ 一3. 89! To t al Cooli n

27、g ( kll )a nd Power ( k W at 32. 22/ 4 句 句! To t al Cooli ng ( kll )a nd Power ( k W a t 32.22/12.78118.ll424.62! To t alCooling(kll)andPower ( kW a t32.22/21.11130.6226.76! Tot alCooling(kll)andPower ( kW a t32.22/29.4454.0019.52! Tot alCooling(kll)andPower ( kW a t37. 78/ - 3. 891.0621.02!TotalCoo

28、li ng ( kll )a ndPower ( k W a t37.78/4.4405.302.19!TotalCooli ng ( kll )a ndPower ( k W a t37.78/12.78115.5026.56!TotalCooli ng ( kll )a ndPower ( k W a t37. 78/21.11135.8628. 98!Tot lCooling(kll)andPower ( kW a t37 . 78/2 9 . 4 453. 7520. 02!T o t lCooling(kll)andPower(kW) a t心 33/ - 3. 8973. 0523

29、. 3!T otlCooli 时 ( kll )a ndPower(kW) a t心 33/ 4. 4403.60113.“1120. 2725.88!Total 28” !T ot a l31.18!T ot a lCoo li 时 ( kll )a ndCoo l i ng ( k W)a nd Coo l i ng ( k W)a ndPow er ( k W) a tPow er ( kW) a t Pow er ( kW) a t归 33/ 1 2. 78归 33/2 1. 11归 33/2 9 . 4452.6322. 32! Tota lcoo li n g ( k lfJa n

30、dPo 吨 r ( k WJ a t咄 8 9/ - 3 . 8971.9725.16! Tota lcoo li n g ( k lfJa ndPo 吨 r ( k WJ a t咄 8 9/ 4. 4491. 勾327. 78! Tota lcoo li n g ( k lfJa ndPo 吨 r ( k WJ a t咄 8 9/ 1 2 . 7811l4.5030.52! To t a lcoo li 时 ( klf)a ndPow er ( k Wl a t晞 89/2 1. 1111l4.5033.ZZ! To t a lcoo li 时 ( klf)a ndPow er ( k Wl

31、 a t晞 89/2 9. 44图 10 制热 时的外部文 件外 部文 件 说明 ：第 一行为负荷侧 换热器水的入口（相对于热泵负荷侧换热器而言）温度第二行为源侧换热器水的入口温度以下各行为对应各负荷侧入口温度和源侧入口温度下的制冷（制热）揖和相应的热泵功率丘 泗et er IInpul IOulpul I Derivalive ISpecial C釭 ds I Ex lernal Files ICommenl I1寸Source speci fichea4 190kJ/kE X压 r .allLoad SPCifi c neat4 190kJ/kE K氏 re.Lo&i ca.1IIit n

32、 叩 ber for coo1i” | 吵dtafi1e压 re.NUlflber of source t empera t ur es - G re .cool inrNwnbeE Ofload tm毛 pe ra ures 4氏 re .eool inrLoti cal unit for heat int data,re.lfUlflber of source l emps -S)l(ore.heat intN1.lmber of load t-emps - hea tine 4_._.-i叫刮l阳图 11用户根据厂家所提供的产品样本确定好了外部文件后， 需要对 t ype668 的par

33、 ame t er 进行修改参数 4 为制冷外部文件中第二行源侧换热器水的入口温度的个数参数 5 为制冷外部文件中第一行负荷侧换热器水的入口温度的个数参数 7 为制热外部文件中第二行源侧换热器水的入口温度的个数参数8 为制热外部文件中第一行负荷侧换热器的水的入口温度个数对千以上参数要保证所模拟的各温度处于相应的区间之内，不能超过外部文件中 各参数的最大值和最小值。参数9 为热泵的个数，如此 型号的 热 泵只有一台则此参数为 11刮lnh t sou re hm11ra t ur40 0Cllore2，3，4忙信5 噜 1 21 . 23KgJhrllortI nl e“l ”1 oa dl e

34、mpe.r.a.lU，e20 0C贮 re. . .Load flow n te81875.1kr/hrlloreCooling cont ro1 ” “ 迫 l1。!loreHeal illl conl rol s i c 地 1!lorep. 晌 e te r lnpul IOutput I Derivative ISpeci aJ. Cards I Ext ern 吐 :Fi l es I Commnt I图12如图所示个参数为t ype668的i nput , 参数5 为热泵制冷启停的控制信号，若这个参数大千等于 0. 5 则热泵制冷开启，若小于 0. 5 则制冷关闭。参数6 为热泵制

35、热启停的控制信号，若这个参数大于等于 0. 5 则热泵制热开启，若小千 0. 5 则制热关闭。如必果这 两个信号同时为开启状态， 那么 rt视制冷信号。ns ys 会默认为热泵处于制热状态而忽时间控 制对千各设备的启停是通过信号的输入来控制的，有的时候我们需要以时间为控制依据，在以时间为控制依据的时候，这个 控制信号就是时间的函数，一般的设备当其运行时，输入信号为 1，当其关闭时，输入信号为 0若我们以这两个数作为启停的控制信号，那么控制信号就是时间的阶跃函数。一般情况下可以选用 t ype l 4h下面是一个简单的例子，假设设备在一年当中的前 4000 小时是不工作的，在4000 到 876

36、0 这段时间是工作的。也就是一共有三个时间点，起 始时间为 0, 这 个点时不工作的，所以其值为 O; 最后 的时间 点是 876 0, 设备 在这个点时工作的，所以其值为 1; 中间的点是 4000, 它的值该怎么设定呢？我们做如下设置：Paraneler IInput I Ou tpu t I Derivative ISpeci斗 Car ds I Exte rn 斗 几 le s I Comment I迾OO13 | Ini tB1 value oi timehJ r e2匕一3，4，5，6，78。.,. r e. .Time 仓 t point 一 140.0。hJ.,.比reValu

37、e at poi nt -1 r eTim 会 会 t poi nt 一 240.0h ,.,.贮 r eValue at poi nt -21llo,.Time 己t point 一38760hJ)(or e. . .Value at poi nt -31.,.)(or e. . .。1 !Besides the initial point, 比 wm a” point s . ake 叩 th, 13forcinr function?阳13Function editor109 ,-8 ,-UOI13Un jJOan e1 /7 ,-6 ,-5 ,-4 ,-3 ,-2 ,-。Value of

38、 time阳 14娥终出现一个阶跃的函数，所以我们可以看出，在 4000 这个点 帘 要设置两个值才能出现阶跃的效果，即在变化的点要定义其变化前后的伯。Average value of 和nction 就是其输出的函数伯 。这是一个比较通用的方程，可以根据用户自己的衙要来进行设置。对千制冷季节和制热季节的设置也可以采用以下的模块l 制冷季节 t ype l 41 2 制热季节t ype l 4k其阶跃函数的设置原理和 t ype l 4h 是相同的，但是这两个模块中的时间点的个数和cont r ol s i gnal 的值是不能更改的， 用户 只 能设置制冷（热）的起止时间。8 地源换热器Ty

39、pe557aPar ame t er 中各参数的设置Par 珈 eler IInput IOutput I Derivative I Speci斗 Car ds I Extern 斗 几 le s I Comment I迾OOI1刮Sto ra ce vol叩 e11 011. 38m 3氐 r e. . .:_florehole depth100mlloreHeader depth1m氐 re. . .LN 叨 be r of boreholesL163氐 re. . 嘈Sflorehole radius，No of boreholes in series匕N 叩 b er of radia

40、1 recions，N 叩 b er of vertica1 recions0. 1mI I10llore氐re . . llore氐 re. . .分 A 个 TI 巴必图 15Bore SpacingHeaderlIDepth I互hstorageBoreholes阳 16 Borehole Radiusl0R令dius1Inner Radius 1-1|Center-to-CenterHal1Di忒ance阳 17GroundLayers阳 18如图1 5 所 示参数 1 storage vol ume 蓄热体体积这 个参数是用户自己计算得出的蓄热体体积冗X 井数x 井的深度x(0.52

41、5x井中心距f参数 2 bro ehol e dept h 井的深度参数 3 header depth U 型 管的顶部到地面的距离，可以参见图11参数 4 numbreof bor eholes 井的个数参数 5 bro ehol e r adi us 井的直径参数 6 numbreof bor eholes in s er i es 一个串联管路中井的个数在U 型管的布置 上，可以是每个井中的U型管做为一个独立的回路，由分集 水器来连接各井，即各个井之间是并联的关系； 也可以把其中部分井中的 U型管串联， 然后通过分集 水器连接到这些串联的U 型管上，这些串联的管路中 水的流量是相同的，即

42、这种连接形式同时存在串联和并联的关系。这个参数就是用来设置每个串联管路中井的个数的。一般的情况下各井之间都是并联的关系，故此值多为1参数 7 此参数为计算蓄热体内的局部换热情况的，径向的分区数 量，他的数值一定要等千或小千参数6参数 8 此参数也是计算蓄热体内的局部换热情况，是埋管的竖直方向的分区，参数8 和参数 7 的乘积必须小千 121。参数9 土壤的导热率参数10 土壤的热容参数 11 每口井中埋管的数量，但是这个值是负，值比 如，埋管的数量一般为 1,这个值就是l参数 12 U 型 管的外径，如图17, out err adi us参数 13 U 型 管的内径，如图17, innerr

43、 adius参数 14 U 型 管两管间的中心距如图17 cent re参数 15 井的回埴材料的导热率参数 16 U型管壁的导热率- t o- cent rehalf di st ance参数 17 间隙材料的导热率， 间隙即为回填时，会造成埋管和回填材料 不能完全接触，形成一定的间隙，这些间隙中间多充斥着水或者空气参数 18 间隙的厚度参数 19 参考流速，此参数为的是计算U型管内和水的对流换热热阻，第一个作用是带入计算雷诺数， 判 断流态，选择关联式，然后计算努赛尔数 ，最后求出对流换热系数。对于此参数的选取，应根据冬季和夏季地埋管的不同流撮适宜选取， 注意此流昼为每根 U 型管的流量。

44、参数 20 参考温度 此参数是计算 U 型管对流换热热阻的参数，主要作用是选取计算无量纲数的特征温度，在这个模块中自带水在不同温度下的物性参数，程序 会自动采用差值法得到对应温度下的物性参数，带入到关联式中计算热阻。此参参数可采用默认值，也可以根据用户自己的情况来选取。参数 21 对同一根U 型管进水管和 出水管两管之间的传热进行设置的参数，0 表示不考虑两管间的传热，l 表示考虑两管间的传热。参数 22 U 型 管中水的比热容参数 23 U型管中水的密度参数 24对于蓄热体绝热的设置，一般设置为0参数 25 - 27 均为绝热设置，若参数24 设为0, 此处不用考虑参数 28 要模拟的年限，

45、和实际相符，这个参数是为了程序 决定其画网格的范围，模拟的年限短， 网格就画的比较少， 年限长，网格就往外延伸。参数 29 水进入地埋管的最高温度，默认 值为水的沸点 100参数 30 蓄热体顶部的地温初值（未受扰动前的）参数 31 模拟前蓄热体外部的温度梯度，一般情况下设为0, 即周围温度场均匀。参数 32- 38 为预加热问题，保待默认即可。参数 39 设置土壤层的层数，和地质情况有关， 如图 18 所示，不同的地质，热物性参数不同 ， 应根据不同的实际情况来设定。参数 40- 42 为这一层的相应参数（若土壤层设置为1 层）数学模型l主要传热过程地埋管换热器与其周围土壤的传热分析建立在对

46、蓄热区域内主要传热过程精确描述的基础上。蓄热区域内部管群间大范围的热盎流动决 定了蓄热器的热损失，而管群间的热掀交换是通过蓄热区内的土壤进行的，这些 热昼来自换热介质，其大小取决于埋管内部的换热特性。蓄热区域内部的热盎流 动具有三维特性，在土壤物性不均匀的情况下更加明显。埋管外围的局部传热过 程在很大程度取决于蓄热区域内换热器的布置形式。总之，管群间的热撮交换、 蓄热区土壤的热容措和埋管内部的换热特性是在分析地埋管换热器与其周围土 壤的传热过程时最需要考虑的问题。2次要传热过程次要传热问题的影响很小或者较容易解决。其中有些问 题是由于选址不当造成的，例如地下水的流动明显增加了热擢流失，此时可考

47、虑 另外选址。地下水的自然对流、蓄热区域表层土壤条件的短期变化、土壤内部小 范围不均匀的热力性质等问题的影响很小，常 常可以不作考虑。例如， 在 进行数值模拟时，可以将蓄热区内土壤的原始温度取为定值，忽略其在竖直方向上的温度变化。( 3) 数值计算过程总体问题 总体换热实质上是蓄热区域内两个热源之间的导热问题， 涉及到的是大规模的传热过程。假定土壤的物性均匀，换热器对称布置千圆柱形区 域内，作为内边界的圆柱中心线上没有热流通过，外边界的确定以不影响蓄热区 域内部换热过程为准。采用显示有限差分法，将蓄热域区按径向坐标1 和竖向坐标J 划分为二维网格， 如图2- 3。通过节点的净热掀将改变节点温度

48、，从而保证其能掀守恒。半径方向上相邻节点 ( i- 1, j) 和 (i j) 之间的热通量以差分方程的形式表示为：F,( i, j) =,K(i, j) T(i - 1, j) - T(i, j)( 2-12)同理， 垂且方向上相邻节点(i, j - 1) 和节点(i, j) 之间的热通量表示为：F . (i,) = KO (i,)T(i,j - 1)- T(i,j)( 2- 13)其中K，和 K 夕分别表示径向、竖向节点间的导热系数。节点(i, j) 的两个内热源来自于局部换热和介质循环引起的蓄热体内的换热，分别 用Q八口）和Q1 (i, j ) ） 表示。已知t时刻的热源值、节点及地表温

49、度，就 可以 按下式计算得到t凶 时 刻节点(i, j) 的温度值：T (i, j) +, 凶 = T(i, j) , + Fr (i, j ) - F ， 令（ i + 1 , j) + F , (i, j ) - F , (i,j + 1)+ Q八，j ) + Q, (i, j )悴t! C(i, j)( 2- 14)rr。片一zII z图 2- 3 蓄热区 域网格 划分传热介质的热平衡传热介质与周围土壤的温度差引起两者之间的热蛋 交换，热量交换的强度取决于介质流量等因素。在传热介质温度沿流动方向逐渐变化的过程中，如果忽略介质中的瞬变因素，传热介质单位管长和单位体积的热平衡方程式分别为：C

50、 1 q 炉竺 心 （ 兀兀） 0 OSoTCl q fi, + aV (T / 乃） 0 OS( 2- 15)( 2- 16)其中， c1 一一载热流体的体积比热，kl !(kg K) ; qf 一一 流体的流量， kgl h ;兀(s,t) 一一 流体的温度，C ;a 一一 流体与周围土壤节点的换热系数， W!(m K) :兀一一周阶土壤节点的温度 ，c 。定义衰减因子f3，则 通过蓄热区域的传热介质的出口温度为：T ftI儿 , fJTfi,（l - /3）Ta( 2- 17 ),a v_ a1, L,e/3 eC!Qf =- nC!Qf其中， V 一一蓄热体积，m 勹( 2- 18 )

51、QI 一一流体的总流蛋，kg l h ;L，, 一一蓄热体内管道的总长度，m ;Tr,，,一一 换 热介质的进口温度，c 。由式( 2- 17) 可知： 当 介质流噩趋向于 0 时，出口温度等千周 围土壤温度T. ;反之，当介质流蛋趋于无穷大时， 其出口温度将与进口温度相等。蓄热区域的总得热掀Q和单位体积得热掀 q 分别为：Q = C1 Q1 (T r, - Ti ., ,)( 2-19 )C/ Qlq =V(1- /3）T（f l，兀）( 2- 20)局部问题 两个钻孔之间的换热可通过划分径向网络来求解，蓄热区域V被划分为N 个子区域（图2- 4, 2- 5)，假定每个子区域内每个管道都是相

52、似的，这样每个子区域只有一个局部换热问题：局 部温度T，满足径向热传导方程：C 眈=从 62T,l 6T,) - qi ( 2- 21)6t6r2r 6rbr r 0 时，介质依次经过v, v2 , V,； 当Q1 TI ， 则它将与箱内第一层流体进行热交换； 如 果兀飞， 载热介质将跳过第一层而不与之发生热交换， 当这 部分 流体 到 达第111 层 时 ， 若飞，1 TC , T,，成立 ， 那 么 这 部 分 流 体 将 使 第 111 层 流 体 的 内 能 增 加 m,.CP (T 心 T,)dt , 111 层 以 上的流体内能不发生变化， m 层 以下的各层流体的 内能变化 为

53、m,.CP (T , 凡）dt , i=m, m+l , , N。这是因为在 m 层以下的各层流体中，将有质噩为 m, 、温 度 为 T;+, 的流体被相同质 量的 温 度 为 T，的 流体所替代的缘故。同样的分析适用千来自千负荷侧的流体。由以上分析可知，对于第 m 层流体， 其能撮平衡关系式可写为：m,r,c-pd T” ,-lm F,r,m,C1 几1Cn CP T m汇F, - m, cP T ,，区 F, + G,mL c/ ，互 mL c pT,叶l 江，df,=1- mLcp T,心歹 U, A111( T，,，兀）;=111, 1,m+l(m= I, 2, n)( 2-43)上式经整理后得到，dT” 1一 1m,.- cpdt 皿 F，m,g (T” - T ,，）区 和11.CP ( TI,一 1- T,) + G,m心 也 T,）,1II 区 G, m心 (T,11+! - T1,1) - U, A(T,II兀）;=m+J(m =1, 2,-11)( 2-44)式中的控制函数规定为：凡l10mmG GF” , = 0T“ 一1 兀 兀，其它T, 叶 1 Tm 1;,其它( 2- 45)( 2- 46 )。20.010000 00 9t 吵 rkg/hrMore IAo