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套管式地埋管换热器换热能力影响因素分析

论文作者胡志高1，王彦芳1，谢毅伟2， 宁轶2、3，胡平放2，雷飞2，朱娜2杂志期数2021年5月刊
关键词套管式地埋管换热器； 换热能力；循环介质流速；钻孔深度
作者单位（1.湖北风神净化空调设备工程有限公司，湖北武汉430014；2.华中科技大学 环境科学与工程学院，湖北武汉430074；3.中海地产（佛山）有限公司，广东佛山528200）
采用模拟方法，对套管式地埋管换热器换热能力的影响因素进行研究。套管式地埋管换热器的工作起始时间从1 h开始，结束时间为8 760 h。供暖期为1~1 536 h、7 896~8 760 h，供冷期为3 192 h~6 552 h。供暖期、供冷期以外时间，土壤温度自然恢复。定进出水平均温度条件下：供暖期进出水平均温度首次达到9.5 ℃时，取热流量为11.89 kW，为第14 h。随后，取热流量减小，土壤平均温度下降，第1 536 h的取热流量降至3.85 kW。供冷期进出水平均温度首次达到32.5 ℃时，排热流量为13.32 kW，为第3 210 h。随后，排热流量减小，土壤平均温度升高，供冷期结束时（第6 552 h）的排热流量降至4.18 kW。下1个供暖期开始后（第7 896 h），供暖期进出水平均温度首次达到9.5 ℃时，取热流量为13.87 kW。随后，取热量减小，土壤平均温度下降。定进水温度条件下：钻孔深度一定时，循环介质流速越大，套管式地埋管换热器的换热能力越强。循环介质流速由0.2 m/s增至0.7 m/s，最大取排热流量增幅达到45%，而最小取排热流量增幅仅为12%~15%。在取热、排热末期，土壤内冷热聚集达到最大，即使增大循环介质流速，对提高取排热流量的帮助也不明显。循环介质流速一定时，钻孔深度越大套管式地埋管换热器的换热能力越强。钻孔深度由90 m增至120 m，最大、最小取热量分别增加25.0%、27.5%，最大、最小排热量分别增加20.6%、19.9%。
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