基于有限差分法建立了水平螺旋型地埋管换热器的传热数学模型,分析了地下水渗流速度、地下水位、土壤孔隙率、土壤类型对其换热量及其周围土壤温度分布的影响,结果表明:随地下水渗流速度增加,埋管换热器周围土壤温度降低速率增加,从而可提高其换热性能;当地下水位在4.2 m以上时,地下水位越浅,带走换热器周围土壤的热量越多,换热器周围土壤温度越低;当地下水位在4.2 m以下时,地下水渗流对换热器换热量影响较小;随孔隙率增加,埋管内水温下降速率增大,埋管换热量增加。此外,土壤类型对土壤温度变化影响较大,热扩散系数高有利于土壤中热量的扩散,比热容高有利于降低土壤温度上升速率和幅度,砂岩由于其比热容和热扩散系数高,最有利于换热器运行,而黏土是最不利于换热。试验验证表明:所建水平螺旋型埋管模型预测出的换热量与对应试验值吻合较好,其最大与平均相对误差分别为9.1%与3.3%。本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name50管长（m）300沟宽（m）1.1模拟区域宽度（m）水平螺旋型地-电动数控滚圆机滚弧机折弯机张家港液压滚圆机滚弧机折弯机12模拟区域深度（m）13进口水温（℃）35土壤初始温度（℃）17.5土壤表面温度振幅（℃）14.5模拟周期（天）90土壤温度振幅周期（天）365地下水位线（m）2土壤孔隙率0.4地下水渗流速度（m/a）150空气对流换热系数[W/（m2·K）]8.3太阳辐射强度（W/m2）200空气温度（℃）254.1地下水渗流速度的影响为了探讨地下水渗流速度对水平螺旋型埋管换热性能的影响，以渗流速度为0，50，150，300m/a为代表进行了模拟计算，结果如图4，5所示。从图4可以看出，埋管换热量随着渗流速度的增大而增加，如对应渗流速度为0，50，150，300m/a时的平均换热量分别为2.93，3.08，3.53，4.06kW，这主要是由于渗流速度增大会增加地下水携带热量的能力，从而导致埋管换热量的增大，这说明增大渗流速度有利于提高水平螺旋地埋管换热器的换热能力。图4不同渗流速度下换热器换热量随时间变化（a）u=50m/a（b）u=300m/a图5不同渗流速度下换热器运行45d土壤温度分布进一步分析图5可得，渗流流速增加，土壤温度场沿渗流方向偏移越大，换热器周围土壤温度水平螺旋型地-电动数控滚圆机滚弧机折弯机张家港液压滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name