地源熱泵系統鉆孔間距對土壤熱堆積特性影響的研究

郭春梅，湯本霖，白瑩霜，由玉文，馬玖辰

（天津城建大學，天津 300384）

1 前言

地源熱泵系統由于具有綠色和高效兩大顯著特點［1］，在我國得到了廣泛應用，應用的建筑規模不斷擴大，地下埋管換熱器密集程度也相對提高［2］。然而，系統長期運行可能會造成埋管區域土壤熱量堆積，并且隨著井群規模增大程度加重。影響土壤熱堆積的因素較多，全部量化分析難度大，但最主要的2個因素是埋管區域土壤吸放熱量差和鉆孔間距［3］。

土壤吸放熱量差異雖然是造成土壤熱堆積問題的根本原因，但對于特定項目是不易改變的客觀因素。而鉆孔間距作為另一個重要參數在設計時可以靈活改變，且鉆孔間距設置是否合理對埋管區域土壤熱堆積問題有很大影響［4］。規范規定［5］：鉆孔間距應滿足換熱需要，間距宜為3～6m；余斌等建立6×6和12×12井群模型分別研究了鉆孔間距和布置形式對管群傳熱的影響，指出鉆孔間距越大，換熱效率越大，叉排布置優于順排布置［6］；鮑謙等通過對埋管布置形式、土壤熱物性參數、單個鉆孔負荷以及系統運行狀況的分析，確定了鉆孔最佳間距為4 m［7］；杜詩民等針對不同埋管間距在夏季進行了連續運行試驗，并與數值模擬結果對比，結果表明較大埋管間距有利于地源熱泵系統高效運行，地下水較缺乏地區，埋管間距不應小于4 m［8］；王俊清等提出了一種混合解模型，以16井群為研究對象，通過試驗和數值模擬的方法研究了井群間熱干擾特性［9］；Marco Molinari等……