分层土壤中地源热泵埋管周围温度场数值模拟

摘要

本文针对热渗耦合作用下的地源热泵埋地换热器，建立了换热器周围热渗耦合土壤及管内流体的物 理数学模型。将土壤考虑为均匀的、各向同性的多孔介质，考虑地下水渗流对埋管换热器传热的影响，考 虑土壤沿深度方向分层，其热物性沿深度方向变化。采用Fluent 软件对埋深50m 埋地换热器夏季连续运 行20 天后的土壤温度场进行数值模拟，研究不同入口温度、回填材料及入口流速对土壤温度场及埋地换热 器换热效果的影响。数值计算结果表明：提高入口温度能够增强换热性能，但不适合长期运行；入口流速 的提高对换热有利；回填材料的导热系数越高，对换热越有利。本文所建立的模型与以往研究所建立的模 型相比，与实际情况更接近，对于地源热泵埋管换热器的设计具有一定的指导意义，另外本文对不同运行 参数下的换热进行了模拟，对地源热泵运行参数的选择具有一定的参考价值。