地源热泵系统钻孔间距对土壤热堆积特性影响的研究

郭春梅，汤本霖，白莹霜，由玉文，马玖辰

（天津城建大学，天津 300384）

1 前言

地源热泵系统由于具有绿色和高效两大显著特点［1］，在我国得到了广泛应用，应用的建筑规模不断扩大，地下埋管换热器密集程度也相对提高［2］。然而，系统长期运行可能会造成埋管区域土壤热量堆积，并且随着井群规模增大程度加重。影响土壤热堆积的因素较多，全部量化分析难度大，但最主要的2个因素是埋管区域土壤吸放热量差和钻孔间距［3］。

土壤吸放热量差异虽然是造成土壤热堆积问题的根本原因，但对于特定项目是不易改变的客观因素。而钻孔间距作为另一个重要参数在设计时可以灵活改变，且钻孔间距设置是否合理对埋管区域土壤热堆积问题有很大影响［4］。规范规定［5］：钻孔间距应满足换热需要，间距宜为3～6m；余斌等建立6×6和12×12井群模型分别研究了钻孔间距和布置形式对管群传热的影响，指出钻孔间距越大，换热效率越大，叉排布置优于顺排布置［6］；鲍谦等通过对埋管布置形式、土壤热物性参数、单个钻孔负荷以及系统运行状况的分析，确定了钻孔最佳间距为4 m［7］；杜诗民等针对不同埋管间距在夏季进行了连续运行试验，并与数值模拟结果对比，结果表明较大埋管间距有利于地源热泵系统高效运行，地下水较缺乏地区，埋管间距不应小于4 m［8］；王俊清等提出了一种混合解模型，以16井群为研究对象，通过试验和数值模拟的方法研究了井群间热干扰特性［9］；Marco Molinari等……