摘要：地源热泵系统中的竖直埋管换热器是地源热泵系统的一个关键部分,从U管内至岩土间的传热热阻影响热泵系统的性能。文中介绍在静态负荷下,利用垂直U型埋管换热器换热的一维模型和二维模型,从传热热阻的角度进行了埋管管径、钻孔直径与管内对流热阻、钻孔热阻间的分析,结果显示,对钻孔热阻与管径的优化选择可降低热阻,同时对提高埋管换热器的换热效率、优化埋管换热器的设计具有指导意义。

摘要：本文论述了地源热泵竖直埋管换热器的设计方法,重点阐述了地热换热器各部分的设计要点,主要包括地热换热器设计中的类型选择、平面布置、埋管的管径与长度、埋管的连接方式、回填材料及循环液的选取等。

摘要：常规设计的地埋管换热器会出现埋管占地面积大、钻井费用过高的问题。本文以地埋管常规设计工况为基础,建立地埋管换热器的设计模型,优化换热器的布置形式。结果表明:相比常规布置形式,优化模型可得到较小的埋管间距和埋深,其中:制冷工况下,土壤温度变化量为3~10 K时,对应的最小埋管间距范围为0.7~3.5 m,对应的最小埋深范围为20~110 m;制热工况下,土壤温度变化量为3~10 K时,对应的最小埋管间距范围为0.4~2.0 m,对应的最小埋深范围为5~35 m。通过随机组合埋深及埋管间距进一步优化研究发现:埋深大于25 m时,占地面积小于常规占地面积;埋管间距大于1 m时,钻井总费用的比值都小于1。

摘要：结合建筑基础的结构特点,给出了可以利用地下基础设置地源热泵埋管换热器的型式。对其各自的技术特点进行了分析,给出了设计选择应用中应考虑的问题。对埋管施工中关键的技术要点进行了阐述。

摘要：垂直地埋管换热器(borehole heat exchanger,BHE)是利用浅层地热能的主要换热装置,如何确定合理的地埋管间距对地源热泵系统(ground source heat pump system,GSHPs)的传热性能与经济性影响很大。以往工程应用中未考虑地埋管热负荷的动态变化,常采用最大延米热/冷负荷(即最不利情况下)的影响半径作为设计依据,使设计参数趋于保守,很难实现地源热泵系统的技术和经济优化,而考虑负荷变化的数值模拟方法耗时复杂,不便于工程应用。文章提出了一种在地埋管实际热冷负荷动态变化条件下,计算地埋管换热器影响半径的简单数学方法。该法首先推导了地埋管换热器在周期性热流边界条件下,井筒周围地层温度场的解析解,在此基础上将地面建筑物全年周期下的实际波动热冷负荷进行傅里叶级数近似展开,最后通过线性叠加每个周期函数对应的解析解,得到建筑物实际动态热冷负荷下的地层温度动态分布。提出的解析解实时耦合了地面建筑动态热冷负荷,计算结果接近实际应用,具有计算精度高、简单方便快捷的优点,便于在工程实际中推广应用。

摘要：土壤源热泵系统的逐时运行特性预测对于系统设计和运行策略评估是十分重要的。该文在分析地埋管换热器传热基本原理的基础上,通过与动态负荷作用下"负荷叠加"的G函数法的对比,提出了一种热泵系统运行特性的快速预测方法。在进行年逐时运行特性预测时,通过与采用有限长线热源模型加准三维钻孔热阻模型换热器的某热泵系统算例计算结果的比较,该文预测方法对应的主要性能指标相对误差均低于1%,计算耗时仅为原方法的1/1000。该方法对于土壤源热泵系统的设计和应用具有十分重要的意义。

摘要：研究了跨季节蓄热地源热泵系统(GCHPSS)土壤蓄热体温度场的变化规律,编写VB程序对地下埋管土壤蓄热进行了模拟计算。结果表明:当单U型竖直埋管蓄热时,土壤日蓄热量、热作用半径和平均蓄热率在初始阶段急剧变化,然后缓慢减小并最后趋于稳定,蓄热量也趋于平衡。当管群蓄热时,蓄热系统运行1个循环周期(1a)后,土壤的温度场基本上可以恢复平衡,恢复后较蓄热开始时升高0.5～1.0℃。通过对不同地区3种典型土壤的蓄热进行比较,得出粘土是一种性能良好的长期储能介质。同时,地下埋管土壤蓄热特性的实验研究为GCHPSS系统的推广应用提供设计依据。

摘要：在实际工程中,地源热泵系统设计最大的困难就是不能确定土壤热物性参数。文章基于线热源、柱热源解析模型和一维数值传热模型,提出一种快速的算法,模拟结果显示在1min内计算出全年的地下换热器进出口水温,钻井周围土壤温度,便于指导工程设计。比较不同模型的计算结果表明,一维数值模型用参数估计法得到的结果更为合理。

摘要：本文综述了作者近年来在竖直地埋管地源热泵技术方面的研究：改进和深化了现有的地热换热器传热模型；开发了地热换热器设计和模拟计算软件“地热之星”；研制了测定深层岩土热物性的方法和仪器；开发了相关的施工技术和材料；同时进行了地源热泵复合系统和桩埋管换热器的研究和应用。实践表明，地埋管地源热泵系统是实现建筑供热和空调节能的有效和可行的技术。

摘要：1地埋管换热器的分析（1）地理管换热器的传热地埋管地源热泵系统利用地埋管换热器与岩土体进行热交换。地埋管换热器设计是否合理，决定着系统的经济性和运行的可靠性。地埋管换热器由埋于地下的密闭循环管组构成。根据管路埋置方式不同，分为水平埋管和竖直埋管2种。水平埋管投资少、施工简单；竖直埋管占地少、换热性能稳定。