侯静

摘要：本文通过GAMBIT建立地源热泵地埋管及周围土壤的几何模型，运用FLUENT进行三维非稳态模型，通过模拟地源热泵长期运行地埋管周围土壤温度场的变化情况，分析地源热泵长期运行对土壤温度场的影响，总结合理的井间距。

关键字 地埋管 非稳态模拟 土壤温度场

0 引言

地源热泵是利用土壤或作为冷热源，通过输入少量电能，实现热量由低温热源向高温热源的转移;夏季将室内多余热量转至地下，达到室内降温的目的，并向地下储存热量以备冬用;冬季从地下提取热量向室内供热，并向地下储存冷量，以备夏用。地源热泵是一种无污染、环保、高效的热泵。是未来热泵发展的方向。

1模型的建立

利用FLUENT前处理软件GAMBIT建立地下垂直U型地埋管几何模型，本文研究不同地埋管模型，主要模型如下：

U型管管长100m，管內径为26mm，管厚3mm，两管脚间距80mm;钻井（填充层）模型是以两管角中心为圆心的圆柱体，直径为140mm，高为101m;土壤模型是与填充层圆心重合圆柱体，半径为5m，高为105m。典型单井模型示意图如图1所示。与埋管垂直方向的平面为xy平面，与管平行的方向为z轴。

2  非稳态模拟

首先进行单井U型埋管非稳态模拟，模型取井深100m，管径26mm，土壤半径5m的典型单U垂直地埋管模型。模拟夏天制冷工况，土壤初始平均温度288K，假定入口初始温度为310K，入口流速为0.4m/s。

2.1连续运行不同时间土壤温度分布

埋管周围土壤温度场随运行时间长短的变化。图2是不同半径处土壤温度随时间的变化情况。……