地埋管換熱器換熱性能影響因素敏感性分析

宮樹娟

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地埋管換熱器換熱性能影響因素敏感性分析

宮樹娟

（中信建筑設計研究總院有限公司 武漢 420100）

土壤源熱泵地埋管換熱器中的傳熱過程是三維非穩態的傳熱，影響因素非常復雜。采用基于線源理論的單U形地埋管換熱性能簡易計算模型，利用正交試驗法對地埋管換熱性能的影響因素進行了敏感性分析。

地埋管換熱器；影響因素；敏感性分析；正交試驗法

0 引言

土壤源熱泵地下豎直地埋管換熱器中的傳熱過程是三維非穩態的傳熱，影響因素非常復雜。不同地區的氣候特征、地質特征、鉆孔形式、管材形式、回填料形式、管內流體特性、建筑負荷特性、控制策略和運行特性等都會影響其換熱。目前，有較多文章對地埋管換熱模型及影響因素進行了相應研究[1,5]，但多數都是基于單因素分析，并沒有對各影響因素的敏感性進行分析，本文建立基于線源理論的單U形地埋管換熱性能簡易計算模型，并在上海地區對該模型進行了實驗驗證，利用該模型，采用正交試驗法對地埋管換熱性能的影響因素進行了敏感性分析。

1 單U形地埋管換熱器傳熱模型

當地埋管運行時間大于臨界運行時間（2>5），可忽略鉆孔內物體熱容的影響，認為鉆孔內傳熱過程是穩態的[6]。因此地埋管換熱器換熱過程可分為鉆孔內穩態傳熱和鉆孔外非穩態傳熱兩部分。在地埋管換熱器的傳熱過程中，共存在以下六種熱阻：U形管內對流換熱熱阻、U形管壁導熱熱阻、U形管與回填材料的接觸熱阻、回填材料導熱熱阻、回填材料與孔壁接觸熱阻，鉆孔外土壤熱阻。文……