本文提出一种适用于在北方寒冷地区和部分夏热冬冷地区的新型闭式地表水源热泵强制循环换热器,由于北方地区冬季地表水体温度较低,即使密度最大的水体底部也只有4℃水温,若利用地表水源热泵就需要降低地表水的换热温差,在相同换热量情况下就需要提升地表水的流量,即本研究主要利用了“大流量,小温差”的思想对新型闭式地表水源热泵强制循环换热器进行性能分析与数值计算。首先,根据冬季水体底部4℃设置基本环境条件,分别对常规闭式地表水源热泵系统螺旋盘管换热器与新型强制循环换热器进行数值计算,将两种换热器的换热面积、流动阻力和水泵能耗进行对比,相同的换热量下强制循环换热器换热面积所需要的换热面积是14.3㎡而比螺旋盘管换热器的换热面积47.1㎡减小69.6%;同时新型的强制循环换热器系统流阻为13.17kPa比常规闭式地表水源热泵换热系统49.1kPa减小73.2%。同时若考虑螺旋盘管结冰情况,则换热面积要比非结冰工况大1.12倍。说明新型闭式系统强制循环换热器的换热性能与能耗是优于常规的螺旋盘管换热器。其次,考虑物理因素对强制循环换热器换热性能的综合影响,分别改变换热器进出口平均温度、换热温差、壳程与管程的流动速度和换热管材等参数,对换热器进行数值计算;在4℃最不利情况下,减小换热温差,增大水体流速,则会增加系统能耗,本研究则通过三组不同计算方案适当减小了壳程流速(分别为1m/s、0.8m/s、0.67m/s)可在一定程度上减小系统阻力。同时也通过改变常见的三种金属管材(不锈钢管、铜管、镀锌钢管)对换热器性能造成的影响,因为本身导热热阻在总热阻中所占比例很小(三种金属管材导热所占热阻分别为2.56%、0.31%、1.92%),可得出金属管材导热性并不需放在首要考虑因素中,同时通过计算得出导热系数在9W/m?k以内,其对换热面积的影响较大。最后,因为几何因素(综合几何因素、折流板数、折流板间距及换热管径等)同样会影响换热器性能,因此对换热器进行在相同换热量下不同换热器规格尺寸的选择,对其换热性能与能耗进行数值计算。由结果得出结论,受综合几何因素影响,因而换热器流阻并非换热管越长而越大(给定环境条件下L=4.5米的换热器反而比L=3米的换热器流阻要小);同样在系统能耗方面,尽量减小折流板数以及增大折流板间距,能有效减小换热器流动阻力;相同的换热面积下,大换热管径的换热器流动阻力较小;因此对换热器进行选型时也要综合考虑几何因素。