回填材料热物性对地埋管换热器换热性能影响综述

王荣 杨晨磊 董世豪 倪龙 姚杨

1 哈尔滨工业大学建筑学院

2 寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室

0 引言

地埋管换热器是土壤源热泵从土壤中提取能量的关键，其换热性能的好坏直接关系到整个系统的有效性，经济性和可靠性。地埋管换热器为间壁式换热器，换热器两侧的换热介质为流体与固体，这与两侧均为流体的换热器存在本质的区别，由于固体的导热能力远小于流体的对流换热能力，故影响地埋管换热器换热能力的瓶颈是固体侧换热介质。固体侧传热能力取决于回填材料及土壤导热能力，地埋管区域土壤导热能力取决于地质条件，无法人为改变。因此，回填材料对地埋管换热能力的影响就成为改善固体侧换热能力的关键。

从20 世纪90 年代开始，国内外就针对回填材料进行了大量的试验和工程研究，主要包括回填区域传热模型和各种高传热性能回填材料的开发[1]。目前，国内外对地埋管换热器回填材料的研究主要有两方面：一是利用不同材料及添加剂的优势进行配比优化，提高回填材料的综合性能。二是基于地埋管换热分析模型和数值计算，对比分析不同回填材料热物性对管井热阻、地埋管换热能力的影响等。

回填材料配比及性能优化研究主要以实验为主。在不同环境温度、不同含水率等情况下，利用导热系数仪[2]，差式扫描量热仪[3]，探针法[4]和热响应法[5]等对不同种类和配比回填材料进行热物性测试，将回填材料做成长方形或者圆柱形的试件去测量并观察其综合性能[6]。……