Die Verwendung eines superlangen Gravitationswärmerohrs in Kombination mit einer Wärmepumpe zur thermischen Erschließung von Tiefen- und Mitteltiefenschichten zur Beheizung hat Vorteile wie geringe Kosten, hohe Effizienz, keine Schädigung der unterirdischen Wasserumgebung usw., und das Wärmepumpensystem mit Verdampfer und Kondensator des Gravitationswärmerohrs kann die Wärme direkt austauschen, um die Anzahl der Wärmeaustauschstufen zu reduzieren und die Effizienz des Heizsystems zu verbessern. Darauf aufbauend wurde ein Wärmetauscher mit U-förmiger Struktur entwickelt und durch die Schaffung einer experimentellen Plattform, die Wärmepumpe und Wärmerohr kombiniert, wurde das Wärmeaustauschverhalten des Wärmetauschers untersucht. Es wurde festgestellt, dass der Wärmeübertragungskoeffizient 2.037,9 W / (m²·℃) erreichen kann, wenn das Arbeitsmedium die Seite der Wärmepumpe durchläuft. Auf der Grundlage eines homogenen Strömungsmodells wurden die Erhaltungsgleichungen für Masse, Energie und Impuls des Zweiphasenstroms mit empirischen Formeln für den Außenkondensationswärmeübertrag des Rohrs und das innere Sieden des Rohrs kombiniert, um ein eindimensionales stationäres Berechnungsmodell für den Wärmeaustausch des Wärmetauschers zu erstellen. Unter Verwendung von Python zur Programmierung wurden die Simulationsergebnisse mit den experimentellen Daten verglichen, und es wurde festgestellt, dass der durchschnittliche Berechnungsfehler der Wärmeaustauschmenge des Wärmetauschers 18,91% beträgt. Dies bestätigt die Genauigkeit des Berechnungsmodells und liefert eine theoretische Berechnungsmethode für das Design eines effizienten Wärmetauschers.

Direkter Wärmeaustausch zwischen Wärmerohr und Wärmepumpe; Wärmetauscher für Verdampfung und Kondensation; beidseitiger zweiphasiger Wärmeaustausch; Wärmeübertragungsleistung