张琳琳，赵蕾，杨柳

（1 西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西 西安 710055；2 西安建筑科技大学建筑学院，陕西 西安 710055)

引 言

土壤源热泵空调系统的节能效果与埋管换热器的换热性能密切相关，取决于其周围浅层土壤的水文地质条件。准确地评估地下换热器的传热性能对于整个系统的优化设计有着至关重要的作用。目前，地埋管的传热模型多基于钻孔中埋管与周围土壤的纯导热假设而提出，而实际中地下水渗流的存在对其传热也有一定的影响，若忽略则会低估埋管换热器的传热量，导致埋管设计长度偏长，使初投资增加[1]。Gehlin 等[2]利用有限差分的方法建立二维的传热模型，模拟了渗流作用下的埋管与周围岩土传热状况，表明渗流的影响会导致钻孔周围土壤的过余温度明显比纯导热状况下降低。范蕊等[3]采用数值方法对地下水渗流作用下的埋管传热情况进行整体求解，表明渗流速度越大，其影响作用越强。刁乃仁等[4]忽略地面温度变化对传热的影响，提出了移动无限长线热源模型，讨论了渗流作用下的周围土壤对埋管散热的动态响应。Zanchini 等[5]通过数值模拟的方法分析了渗流对于冬夏季取放热量不平衡的大型地埋换热管群的长期性能影响，指出即使较低的渗流速度也会较大地促进埋管的长期换热性能。Piller 等[6]利用COMSOL 软件建立有限元二维数值模型来模拟水平方向的渗流对埋管周围的土壤温度分布的影响，并将数值解与MLS 解进行对比，显示当Peclet 数相对较大且钻孔距较近时两者存在明显差别。……