优化设计地热换热器

地源热泵空调系统在欧美等许多国家的研究与应用已有数十年的历史。近年来，在中国也已受到了广泛的关注并已得到实际应用。地源热泵空调系统是以大地为冷源（或热源），通过中间介质（通常是水或防冻液）作为热载体，并使中间介质在封闭环路（通常由塑料管组成）中通过大地循环流动，从而实现与大地进行热量交换的目的。地下换热器设计根据布置形式的不同，地下埋管换热可分为水平埋管与竖直埋管换热器两大类。竖直埋管地热换热器也就是在若干竖直钻孔中设置地下埋管的地热换热器。根据在竖直钻孔中布置的埋管形式的不同，竖直埋管地热换热器又可分为U 型埋管地热换热器与套管式埋管地热换热器。U型埋管地热换热器也就是一个钻孔中布置一个U型管，再加上回填材料，与周围土壤构成一个整体。一个钻孔中，可以设置单个U 型管，也可以设置双U 管。

地热换热器设计是否合理决定着地源热泵经济性和运行的可靠性。建立较为准确的地下传热模型是地热换热器设计的前提。由于地下传热的复杂性，地下埋管换热器传热模型的研究一直是地源热泵空调系统的技术难点，同时也是该项技术研究的核心和应用的基础。地热换热器传热分析的基础是单个钻孔的传热分析，对于多个钻孔的情况可在单个钻孔分析的基础上采用叠加原理进行分析处理。

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