齐 子 姝

(吉林建筑大学市政与环境工程学院,长春 130118)

地源热泵是高效利用可再生能源及节能的有效方法和途径.除了一些冷热负荷极不平衡地区,作为暖通空调系统其中一种形式—竖直式地埋管换热器系统可解决建筑物冷热负荷问题.目前我国积极推广应用可再生能源,截止2010年底,地源热泵供暖制冷面积达到1.4亿m2,地源热泵系统可为实现我国可再生能源发展“十二五”规划目标[1],积极改变能源结构.通过研究地埋管换热器孔内热阻模型,考虑各因素对热阻影响规律,为工程设计和运行预测提供途径,以便指导工程实践.

1 孔内热阻模型建立

地源热泵地埋管换热器孔内传热复杂,受埋管孔内的几何尺寸、位置、数量及孔内各物质物性参数影响,并与地源热泵运行时间有关.系统刚开始运行时,孔内瞬态传热,一般认为当运行时间大于3h～6h,孔内温度变化不大及物质热容量忽略时,可近似视为稳态传热过程.

地源热泵地埋管孔内传热热阻Rn[2-3]由三项组成,即：Rud为地埋管导热热阻；Rh为回填材料导热热阻；Rn=Ruc+Rud+Rh.式中，Ruc为埋管内对流换热热阻.

地埋管的导热热阻:

式中,Dp为地埋管外径,m;λp为地埋管导热系数,W/(m·K).

回填材料导热热阻：

式中,λh为回填材料导热系数,W/(m·K);Db为地埋管孔直径,m;β0和β1是与埋管管胫距有关的热阻形状因子.

本文利用地埋管孔内相关物性参数及几何尺寸,通过编程计算孔直径、埋管孔内管胫距以及回填材料和岩土热物性参数对埋管孔内热阻的……