本文關(guān)鍵詞：U型管地?zé)釗Q熱器中介質(zhì)軸向溫度的數(shù)學(xué)模型，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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第 l 7卷 20. 0￣年

第 l期 3月

山東建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào) i ND0 G I】恤^ Ns m OF A

文章編號：03—59 ( 2 o—oo 10 9 o￣o ) l o7—0 5

U型管地?zé)釗Q熱器中介質(zhì)軸向溫度的數(shù)學(xué)模型 曾和義方肇洪。, ([東建筑工程學(xué)院空詞工程系， 1 J l山東濟(jì)南 20 1;山東建筑工程學(xué)院地源熱泵研究所， 5 04 2山東擠南 2 o 1) 5 o4

摘要：于能量平衡原理，基經(jīng)過分析與推導(dǎo)，出了流體在 U型埋管換熱囂流動(dòng)過程中無量蛔溫度得 沿?zé)o量綱深度變化的關(guān)系式。根據(jù)埋管換熟器的八口溫度，更為精確地求出流體的出口溫度，能

為進(jìn)一步分析影響地熟挾熟囂性能的因素提供了條件。 關(guān)鍵詞：菲熱泵；熱換熱囂；地地溫度；學(xué)模型數(shù)中圈分類號： K 2 T I. 4文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

0引言 垂直埋管在地源熱泵系統(tǒng)的地源換熱器中得到了廣泛的應(yīng)用…。這種地?zé)釗Q熱器中的傳熱是管內(nèi)流體 (或防凍液 )水與周圍固體巖土之間的換熱，與傳統(tǒng)的兩種流體問換熱的換熱器有很大的不同，因此在應(yīng)用閉式回路地源熱泵系統(tǒng)時(shí)，對地?zé)釗Q熱器傳熱模型的研究就成為首要的課題。一個(gè)地?zé)釗Q熱器通常都是由一組若干個(gè) U型埋管組成，每一對 U型管埋放在一個(gè)鉆孔中，再加上回填材料，與周圍土壤構(gòu)成一個(gè)整體，圖 1示。對于這一類地?zé)釗Q熱器如所的工程實(shí)際問題，涉及的溫度差值都不大，所因此工程上可以忽略流體和巖土的物性隨溫度的變化，為地?zé)釗Q熱器的傳熱間題具有線性的性質(zhì)因此，于多個(gè)鉆孔組成的換熱器的傳熱認(rèn)對問題可以由單個(gè)鉆孔的傳熱迭加而得到。而單個(gè)鉆孔 (型管 ) 的傳熱過程可以看作是二維 (向和深度方向 )非穩(wěn)態(tài)傳熱過程。鑒于問題的復(fù)雜性，且由于問題所涉及的時(shí)問尺度徑的而很長，通常為數(shù)月至數(shù)年，因此在工程實(shí)際應(yīng)用的模型中，都把所涉及的空間區(qū)域分為兩部分： 是鉆孔以外的巖土部分，須作為非穩(wěn)態(tài)的傳熱過程考慮，必由于 U型埋管的深度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉆孔的直徑，因而 U型埋管通常被看成是一個(gè)線熱源或線熱匯 (

包括無限長線熱源和有’限長線熱源模型 )進(jìn)而對 u型埋管在鉆孔外的傳熱進(jìn)行分析；,二是鉆孔內(nèi)部，括回填材包料、管壁和管內(nèi)傳熱介質(zhì)，與鉆孔外的傳熱過程相比較，由于其幾何尺度和熱容量都要小得多， 而且溫度變化較為緩慢，因此通�？梢园捶�(wěn)態(tài)傳熱過程考慮其熱阻。本文討論的重點(diǎn)就是鉆孔內(nèi)部的傳熱過程。 一

1鉆孔內(nèi)傳熱過程分析 對于工程上常見的埋管換熱器，鉆孔內(nèi)通常埋有兩根管子 ( 12,熱介質(zhì)在其中的流圖、 )傳動(dòng)方向相反，一進(jìn)一出構(gòu)成閉式循環(huán)回路。由于鉆孔的深度遠(yuǎn)大于其直徑，而且兩支管中流體的平均溫度沿深度方向的變化很小 .因此對于巖土和鉆孔的回填材料中的軸向?qū)峥梢院雎?收稿臼期：0 1—1 20 2—1 7

基金項(xiàng)目：山東省自然科學(xué)基金青年基金資助項(xiàng)目( 9 F 2 Y 9 0j作者簡介：曾和義 (95,, 16一)男四川廣漢人，山東建筑工程學(xué)院空謂工程系，士研究生，碩高級工程師 .究方向：搞研地【熱泵的地?zé)釗Q熱器

  本文關(guān)鍵詞：U型管地?zé)釗Q熱器中介質(zhì)軸向溫度的數(shù)學(xué)模型，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。