煤田地质与勘探

作者：李磊, 张卫东, 徐拴海, 赵永哲, 党东生, 汪启龙, 苟立, 雷燕子,

关键词：双U型地埋管, 岩土热响应试验, 换热性能, 浅层地源热泵, 管卡间距,

双U型地埋管换热器(DUBTHE)在实际应用中易出现管路交叉，引起热短路，造成换热性能降低，直接影响浅层地源热泵系统的运行效率。以西安某浅层地源热泵项目为工程背景，基于无限长线热源理论和斜率法，通过现场岩土热响应试验、不同测温法测温试验，研究了岩土初始平均温度、导热系数和体积热容，及管卡间距对DUBTHE换热性能的影响。结果表明：多点式测温线缆测得的岩土初始平均温度为17.08℃，更接近实际地层温度。该地层的岩土综合导热系数和综合体积热容分别为1.65 W/(m·K)、2.81×106 J/(m3·K)。DN25 DUBTHE的夏、冬季单位延米换热量随着管卡间距减小而增加，且增速随管卡间距的减小先增大后减小。当管卡间距分别为1、2、3、4 m时，DN25 DUBTHE的夏季单位延米换热量较无管卡分别提高了21.03%、19.48%、15.16%、3.92%；DN25 DUBTHE的冬季单位延米换热量较无管卡分别提高了20.83%、19.48%、14.94%、3.79%。工程中最优的管卡布置方式为2 m或3 m管卡间距的DN25 DUBTHE。研究结果可为关中地区浅层地源热泵系统的优化设计提供经验借鉴与数据支撑。

来源：2023年第4期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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