煤田地质与勘探

作者：邹行, 裴鹏, 郝定溢, 王沉,

关键词：地源热泵, 水平埋管, 三相组成, 毛管水, 出口水温,

为揭示地源热泵系统水平埋管换热器在不同土壤类型中的换热性能，基于土壤毛管水理论知识，结合数值模拟的研究手段，探讨了蓄能不同类型土体内(砂土、壤土、黏土)三相组成的差异对水平埋管换热器换热特性的影响规律。结果表明，在通入308.15 K制冷工况下，水平管在壤土中的出水温度降低至303.3 K，进出口水温差为4.9 K，埋管单位延米换热量37.1 W/m，水平管在壤土中的制冷换热效益显著；不同土壤(砂土、壤土、黏土)在经历相同制冷周期下，水平管的换热过程对壤土的温度场分布影响最小，管体在壤土中运行时热堆积风险系数最低。研究表明，水平管与土壤的换热性能同时受土壤比热容与土壤导热系数的影响，提高土壤导热系数比提高土壤比热容获得的效益更加显著。可以通过压实回填、减少土壤孔隙率、提高固相回填材料导热系数、加大布管深度以提高回填材料含水率等方法来强化埋管的换热性能。

来源：2021年第6期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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