李泽锟，杜震宇

(太原理工大学土木工程学院，太原 030024)

随着世界能耗增加和环境问题的加剧，可再生能源受到越来越多的关注。土壤源热泵由于其具有充分利用地热、稳定性高、占地面积小的特点而被广泛应用。地埋管换热器是土壤源热泵的重要组成部分，其埋深和换热能力直接影响到整个系统的初投资和运行效率。地埋管换热器的换热受到较多因素的影响，其中最主要的是地埋管周围岩土体的热物性和地下水的分布。由于传统的均质换热模型并未考虑埋管周围岩土体轴向分层和地下水的影响，与实际情况存在较大的误差。为了使模拟更加准确，中外很多学者针对岩土体分层和地下水渗流进行了一系列的研究。

在岩土体分层方面，王泽生等[1]建立了岩土体的轴向和周向的二维分层模型，但并未考虑地面与空气的换热和U形管末端的影响。黄雪婷[2]建立耦合地下水渗流和岩土热物性分层的全尺寸三维模型，研究地下水位线高度、渗流速度和岩土分层对地埋管换热的影响。Abdelaziz等[3]根据有限长线热源模型，得到地埋管周围岩土体任意一点处的温度响应，并根据各层的导热系数得出分层换热量。Chen等[4]建立三维分层模型，研究换热量随埋管深度的变化。李永等[5]通过实验的方法测得100 m深的岩土热物性，建立三维分层岩土数值模型，并将岩土初始温度的影响考虑在内。

在地下水渗流方面，李蕾等[6]根据岩土热物性测试的结果建立数值模型，对三种渗流速度下地埋管管群的出口温度进行模拟与分析，得到最佳钻孔数和最佳埋管深度。……