吴 晅，梁思源，郑明杰，侯正芳，路子业

（1.内蒙古科技大学，内蒙古 包头 014010；2.赛楊建筑东京事务所，日本 东京；3.清华大学建筑设计研究院有限公司，北京 100084）

地源热泵技术是一种利用地埋管换热器中的流体与地表浅层土壤进行间接换热的节能技术。其中套管式地埋管换热器因具有占地面积小、热阻低、相同流速的优势，且套管内流体的湍流状态更为剧烈、管外壁与岩土的换热面积更大，单位井深换热量增加以及换热效率较U型地埋管提高16.7%［1-3］等优点，有着广泛的应用前景。为此，国内外众多学者为增强套管式地埋管换热器换热性能进行了深度研究，Zarrealla等［4］发现套管式换热器相对于更广泛使用的单U型地埋管设计具有降低钻孔热阻的潜力。Mokhtari等［5］利用热力学定律和成本观点，用套管式换热器获得了地热兰金循环的最佳参数，它们从减小热交换器内的压降和增加循环热效率来优化直径比。Huang等［6］基于线热源模型和质量守恒定律建立了一维传热模型，并分析了土壤中水分迁移对换热器性能的影响。Dehghan等［7］在柱热源模型上进行了改进，提出了使用格林公式的一维解析解模型，并基于该模型分析了地源热泵系统的长期传热性能。Soleiman等［8］基于ANSYS模拟了同轴换热器的流体流动和传热特性，并研究了不同直径换热器的性能。S＇liwa T等［9］研究发现使用导热系数低的材料制成的套管内柱能够很大限度地利用基于钻孔热交换器的地热系统热量。Kahalerras H等［10］通过数值模拟得出在套管换热器环形空间插入具有较高渗透性和导热率的多孔翅片可有效强化传热。……