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Heat Transfer in Double U-Tube Boreholes With Two Independent Circuits

机译：具有两个独立回路的双U型管孔中的热传递

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摘要

This study presents the development of an analytical model to predict steady-state heat transfer in double U-tube geothermal boreholes equipped with two independent circuits. Such boreholes can be used for heat extraction in one circuit, combined with a heat pump, for example, and simultaneous thermal recharging in the other circuit. The model accounts for a thermal interaction among pipes, and it predicts the fluid temperature profiles in both circuits along the borehole depth, including the exit fluid temperature. Different circuit configurations are assessed under typical borehole operating conditions. For a typical borehole geometry, results show that double U-tube boreholes with two independent circuits connected to a relatively low temperature heat source are superior to single U-tube and regular (one circuit) double U-tube boreholes. The axial variation in fluid temperature and the heat exchange among pipes show that most of the heat transfer occurs in the downward legs. Furthermore, in some cases, the fluid in the heat extraction leg gets cooled as it flows upward, which is contrary to the desired effect.
机译：这项研究提出了一种分析模型的开发，该模型可预测配备有两个独立回路的双U型管地热钻孔中的稳态传热。这样的钻孔可用于在一个回路中抽出热量，例如与热泵结合使用，并在另一回路中同时进行热补给。该模型考虑了管道之间的热相互作用，并预测了沿井眼深度的两个回路中的流体温度曲线，包括出口流体温度。在典型的井眼工作条件下评估不同的电路配置。对于典型的井眼几何结构，结果表明，具有连接到相对较低温度热源的两个独立回路的双U型管井优于单U型管和常规（一个回路）双U型管井。流体温度的轴向变化和管道之间的热交换表明，大部分传热发生在向下的分支中。此外，在某些情况下，排热腿中的流体随着向上流动而被冷却，这与期望的效果相反。

著录项

  • 来源
    《Journal of Heat Transfer》 |2011年第8期|p.082801.1-082801.12|共12页
  • 作者

    Parham Eslami-nejad; Michel Bernier;

  • 作者单位

    Departement de G6nie Mtanique,Ecole Polytechnique de Montreal,Case Postale 6079,Succursale "Centre-ville,"Montreal, QC H3C 3A7, Canada;

    Departement de G6nie Mtanique,Ecole Polytechnique de Montreal,Case Postale 6079,Succursale "Centre-ville,"Montreal, QC H3C 3A7, Canada;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    ground source heat pump; geothermal boreholes; u-tubes; laplace transforms;

    机译：地源热泵;地热钻孔U型管;拉普拉斯变换;

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