江然然，龚红卫,2,，管 超，仇进明

1 前言

地源热泵技术凭其节能、环保和稳定等优点，在国内的应用越来越广泛［1，2］，而随着技术的不断完善，有关学者将地源热泵系统与建筑桩基相结合，提出一种新型的埋管形式——桩基埋管［3，4］。桩基埋管换热器通过桩基与大地进行换热，节省了传统地埋管前期的钻孔和泥浆运输等费用［5］。目前，桩基埋管由于其更高的经济性和换热能力，在我国工程应用也越来越广泛［6］。

由于桩基埋管相对于传统地埋管而言，其深度有限，有关学者提出了各种埋管形式的桩基埋管［7-9］，如单U型、串联双U型、并联双U型、双螺旋型等不同形式的桩基埋管，前3种国内研究相对较多，而双螺旋型虽然与桩接触面积最大，但因为施工和建模难度相对较大，研究相关较少［10］。此外，4种桩基埋管在相同情况下换热量以及进出口压降等参数之间的区别也鲜少有人研究。

本文通过CFD数值模拟软件，分别对4种（单U型、串联双U型、并联双U型、并联双螺旋型）桩基埋管换热器进行模拟研究，通过建立全尺寸三维模型，在控制其他条件不变的前提下，研究不同流速下4种不同埋管形式桩基埋管的单位桩长埋管换热量、进出口水温差、周围土壤温度、桩身温度以及进出口压降等方面的变化规律，进而分析不同埋管形式之间换热性能，为日后工程推广提供一定的参考。

2 数值模拟

本文采用FLUENT软件对4种桩基埋管进行数值模拟，通过控制变量法，控制除了流速外其他参数不变，对比不同流速下，各个参数的变化规律。……