林久宇 李尚梅

摘要：利用CFD软件模拟研究回水管保温对垂直双U型埋地换热器换热性能的影响，进而搭建试验台利用自主研发的“岩土热物性测试仪”进行实验验证，结果表明回水管保温可以有效缓解双U型地埋管换热器热短路引起的热损失，提高地埋管地源热泵系统的换热能力，应尽量对回水管进行保温;在同一埋深下，回水保温长度并非越长越好，保温长度应等于地下埋管换热器饱和换热区和换热区的深度之和。

关键词：双U型垂直地埋管;回水管保温;热短路;实测

对地源热泵系统而言，运行时由于地下埋管换热器内的循环介质与周围土壤存在温差，流体从进口流入，与土壤换热后再流出，供水管和回水管内流动着冷热不同的流体，则供、回水管间定然发生热量回流现象，从而引起热损失，这种现象称为“热短路”[1]。

热短路会导致供热模式下换热器的出口温度低于理想的出水温度，而制冷模式下高于理想的出水温度，降低热泵系统的运行效率，对换热器实际的传热性能有较大影响，这是工程技术人员在设计施工时必须考虑的问题。前人研究表明提高支管间距可以缓解支管间的热量回流，但受限于钻孔的大小，只能一定限度的增大支管间距，而回填材料对热短路的影响相对较小，因此有必要寻求另外一种有效减小热短路的方法[2] [3];由于在狭小的钻孔内双U型埋管换热器较单U型埋管换热器多放置了一组U型管，其供、回水管间的热量回流现象更为严重，因此，双U型地埋管换热器的热短路研究尤为必要。……