基于岩土纵向分层的中深层U型地埋管换热器取热性能研究

为探讨不同地质结构分层下不同影响因素对中深层U型地埋管换热器传热性能的影响，建立了基于岩土纵向分层的中深层U型地埋管换热器的数值传热模型，利用MATLAB软件，采用交替方向隐式法模拟了循环流量、入口温度、水平管长度、保温材料导热系数、回填材料导热系数对U型地埋管换热器传热性能的影响．结果表明：(1)当循环工质流量从10 m³/h增加到30 m³/h，取热量逐步提高，但提高入口温度会导致取热性能下降．为使热泵机组、地热换热器高效运行，需要综合考虑循环流量的选择以及根据实际工况调试出合理的入口温度；(2)增加水平管长度对于提升埋管换热器性能明显．在经济成本以及技术允许的情况下可适当增加水平管长度；(3)在上行管出口部分设置保温层后，取热量增加，但随着导热系数的降低，取热量增幅逐渐减小，因此采用低导热系数保温材料可以减轻逆向传热现象；(4)其他参数不变时，提高回填材料导热系数可以明显提高换热器出水温度，增大取热量，因此可以采用导热系数较高的回填材料来提高换热器取热能力．