地源熱泵系統(tǒng)鉆孔間距對(duì)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(xué)，天津 300384）

1 前言

地源熱泵系統(tǒng)由于具有綠色和高效兩大顯著特點(diǎn)［1］，在我國(guó)得到了廣泛應(yīng)用，應(yīng)用的建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，地下埋管換熱器密集程度也相對(duì)提高［2］。然而，系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行可能會(huì)造成埋管區(qū)域土壤熱量堆積，并且隨著井群規(guī)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(gè)因素是埋管區(qū)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(duì)于特定項(xiàng)目是不易改變的客觀因素。而鉆孔間距作為另一個(gè)重要參數(shù)在設(shè)計(jì)時(shí)可以靈活改變，且鉆孔間距設(shè)置是否合理對(duì)埋管區(qū)域土壤熱堆積問題有很大影響［4］。規(guī)范規(guī)定［5］：鉆孔間距應(yīng)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(duì)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(yōu)于順排布置［6］；鮑謙等通過對(duì)埋管布置形式、土壤熱物性參數(shù)、單個(gè)鉆孔負(fù)荷以及系統(tǒng)運(yùn)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(duì)不同埋管間距在夏季進(jìn)行了連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)，并與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比，結(jié)果表明較大埋管間距有利于地源熱泵系統(tǒng)高效運(yùn)行，地下水較缺乏地區(qū)，埋管間距不應(yīng)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(duì)象，通過試驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法研究了井群間熱干擾特性［9］；Marco Molinari等……