摘要：本文综述了作者近年来在地热换热器传热模型方面的研究:提出了分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程的准三维模型,考虑流体工质在深度方向上的温度分布,给出钻孔内热阻的解析表达式;求得有限长线热源在半无限大介质中的瞬态温度响应解析解;导得了有渗流时无限大介质中线热源温度响应的解析解。以上工作改进和深化了国际上现有的地热换热器传热模型,并已应用于工程设计和模拟。

摘要：在对直埋供热管道Ｌ型管段进行应力分析的基础上，本文对不同条件下无补偿直埋Ｌ型管段的允许温差作了系统的计算，并由此对直埋供热管道的敷设方法提出了设计建议。

摘要：为优化地热换热器的设计,利用地源热泵地热换热器设计专用软件,结合实际工程,对竖直U型埋管地热换热器设计的不同方案作了比较,对主要影响因素进行了分析,从技术和经济两方面阐明了地热换热器设计时应考虑的主要因素及设计方法。

摘要：为提高冷热负荷不平衡地区使用地源热泵系统后地下温度场的均匀性,以36个钻孔组成的地埋管管群,冷热负荷比为2. 5∶1. 0,运行期20年为例,提出了3种外密内疏的分区优化埋管布置方式.仿真结果表明:地埋管中心区域布管数量相对稀疏,有利于减小温度场的温度梯度,提高温度场的均匀性,边界区域过余温度相比传统的均匀布管方式略有提高,能有效降低中心区域温度场的波峰现象,此外,土壤热扩散系数越小,采用中间布管稀疏、外围布管紧密的优化设计方案的效果愈加明显,验证了外密内疏管群优化布置方案的可行性.

摘要：在地热换热器原有研究工作的基础上,进一步考虑流体工质在钻孔深度方向上的温度分布,分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程,导出了竖直埋管地热换热器效能的解析式。由此,可以抛弃以往简化模型当中的不合理假设,为地热换热器的设计和模拟提供了更加精确合理的理论基础和计算方法。

摘要：地源热泵空调系统地埋管换热器由大量均匀分布钻孔换热器组成,其长期运行模拟的分析计算任务量大,为此,基于其地下土壤温度场分布特性和传热特性,提出绝热圆柱域模型,采用分离变量和叠加原理的方法得到土壤温度场和钻孔壁温解析解;采用已被广泛接受的有限长线热源模型和工程实测数据验证绝热圆柱域模型,比较不同负荷条件和钻孔数量时,2种模型计算得到的地埋管换热器20 a运行期内钻孔壁温。研究结果表明:对于大型地埋管换热器,绝热圆柱域模型与有限长线热源模型计算温度结果较一致,且埋管数量越多,误差越小;绝热圆柱域模型尤适用于埋管规模大于30个×30个的大型地源热泵系统的设计计算和分析;绝热圆柱域模型具有计算速度很快的特点,且其计算速度与埋管数量无关;采用绝热圆柱域模型进行埋管数量众多的大型地埋管换热器的设计计算不但具有较高准确度,而且可显著减少计算时间。

摘要：提出了适合工程设计计算的水平螺旋地埋管换热器的传热模型,该模型以无限大介质中的一维非稳态传热为基础,同时考虑单位面积埋管长度的影响及长期平均负荷和短期脉冲负荷的不同作用。讨论了单位面积埋管长度和土壤的热物性对水平螺旋地埋管换热器的影响。结合工程实例,计算了所需的埋管长度和埋管的占地面积,与竖直埋管系统进行了比较。

摘要：为研究中深层地埋管换热器的取热稳定性及其热影响半径,建立了非稳态数值传热模型,基于有限差分法将控制方程离散求解,通过示范工程现场实测数据验证数值求解结果的正确性。在此基础上,研究长期运行下中深层套管式地埋管换热器的出水温度以及岩土的温度变化,并对影响中深层套管式地埋管换热器热扰的参数进行了敏感性分析。结果表明:经过15 a运行,中深层套管式地埋管换热器的出水温度较为稳定,从第11 a开始出水温度基本处于准稳态阶段,其周围核心取热区域的岩土最大温降比例仅为6.5%;随岩土热扩散率的增加,中深层地埋管换热器的热影响半径在前期增加速率较快,而后期较慢,当热扩散率a由1.43×10^(-6) m^(2)/s增加到2.01×10^(-6) m^(2)/s时,热影响半径r由82.69 m增加到99.23 m,增加率为20%,两者之间的关系呈指数规律变化,并且满足关系式r=-151.99×exp[-a/(5.14×10^(-7))]+98.14,其中R^(2)=0.97。本研究对中深层地埋管换热器的设计具有一定的参考意义。

摘要：为了更好的进行地源热泵地热换热器的设计,且设计时能够方便地使用所需的参数信息,从而有效地利用相关的数学模型进行复杂的计算,采用Delphi 7开发了地源热泵地热换热器模拟设计软件,实现了各种参数的快速准确输入,并在该软件中集成DeSTII软件,对建筑负荷进行动态模拟。该软件能快速的进行模拟计算和设计计算,计算结果根据不同类型在Excel中分别以表格和曲线图的形式显示,为地热换热器的准确设计提供了有效的数据参考,大大提高了设计的效率和准确性。

摘要：地下岩土的热物性参数是地源热泵地热换热器的设计中所需要的很重要的参数。热物性参数的大小对钻孔的数量及钻孔的深度具有显著的影响，进而影响地源热泵系统的初投资。为了能够在现场测量地下岩土的热物性参数，本文利用一套现场测量设备测量了对地下埋管回路施加的热流与回路中循环水温度随时间的变化，并利用参数估计方法确定地下岩土的热物性参数。