●關(guān)于作者●
第一作者簡(jiǎn)介：李超（1992—），男，博士，助教，從事地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用研究。 地址：河北省石家莊市長(zhǎng)安學(xué)院渭水學(xué)校新村，郵編：。
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通訊作者簡(jiǎn)介：蔣超（1984—），男，博士，講師，從事新能源利用與建筑能源優(yōu)化控制研究。 地址：山東省濟(jì)南市長(zhǎng)安學(xué)院渭水學(xué)校新村，郵編：。
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引文格式：李超，蔣超，關(guān)艷玲，等。 深埋管換熱器對(duì)巖土氣溫的響應(yīng)及其影響直徑[J]. 油氣藏評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā), 2022, 12(6): 859-868.
,,guan,etal.[J].and,2022,12(6):859-868.
李超、姜超、關(guān)艷玲、宗聰聰、屈華、吳喬蘭
（長(zhǎng)安大學(xué)，湖南長(zhǎng)沙）
摘要：為分析巖土溫度響應(yīng)及深埋管換熱器傳熱影響管徑，本研究結(jié)合福州某深埋管供熱實(shí)際工程，基于鉆探地球物理溫度、巖土巖性解釋和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。 鉆孔換熱器的全尺寸數(shù)值模型。 通過(guò)對(duì)5a即5個(gè)加熱期和4個(gè)恢復(fù)期埋地管傳熱的數(shù)值分析，得到不同運(yùn)行時(shí)間下埋管周?chē)鷰r土體的溫度波動(dòng)（ΔT）隨運(yùn)行時(shí)間的變化給出了深度。 在此基礎(chǔ)上，綜合理論研究和工程應(yīng)用，選取三種不同的ΔT限值確定埋地管道傳熱影響直徑，并對(duì)影響直徑的影響因素進(jìn)行了分析。 結(jié)果表明，當(dāng)ΔT極限值小到接近0時(shí)，埋管換熱器的影響直徑主要受埋管周?chē)鷰r土參數(shù)的影響； 當(dāng)ΔT極限值減小時(shí)，影響直徑主要受ΔT極限值的影響。
關(guān)鍵詞：地?zé)崮埽?深埋管式換熱器； 巖土溫度響應(yīng)； 傳熱影響直徑； 數(shù)值模型
目前，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源消耗也在不斷下降。 為緩解傳統(tǒng)能源供不應(yīng)求的壓力，高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)，可再生能源成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。 地?zé)崮茏鳛橐环N清潔環(huán)保的可再生能源，在我國(guó)利用較早，近年來(lái)呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢(shì)頭。 埋管換熱是地?zé)崮芾玫闹饕绞剑绰窆苌疃瓤煞譃闇\層和深層。 淺埋管換熱研究較早，相關(guān)理論和應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，而深埋管換熱器技術(shù)近年來(lái)受到更多關(guān)注。
深鉆孔換熱器可防止抽取地下水，是一種清潔區(qū)域供熱的新技術(shù)。 深埋管換熱器的關(guān)鍵包括埋管的傳熱特性和傳熱過(guò)程中的巖土氣溫響應(yīng)。 目前，針對(duì)地埋管換熱器特性的研究相對(duì)較多，主要包括解析模型和數(shù)值模型的構(gòu)建與應(yīng)用。 鉆孔換熱器現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等。
在深埋管換熱器解析模型研究中，基于淺層沉積物源熱泵系統(tǒng)的有限長(zhǎng)度線熱源模型和有限長(zhǎng)度錐形熱源模型，LUO等。 提出了一種用于分析套管式深埋管換熱器的分段方法。 有限長(zhǎng)線熱源模型和分段有限長(zhǎng)度圓錐熱源模型； 基于無(wú)限長(zhǎng)線熱源模型和對(duì)數(shù)平均溫差原理，LI 等人。 提出了適用于分析不同類(lèi)型深埋管換熱器的分析模型。 管道周?chē)鷰r土層狀巖性和水分梯度。
在深埋管換熱器的數(shù)值研究方面，F(xiàn)ANG 等人。 基于有限差分?jǐn)?shù)值法構(gòu)建深埋管套管傳熱模型，對(duì)不同巖土導(dǎo)熱系數(shù)、地溫梯度和埋管深度下的埋管進(jìn)行了討論。 同時(shí)分析了近表面內(nèi)管保溫和淺外管保溫對(duì)地埋管換熱器的影響； 李思琪等。 借助軟件建立了深井下傳熱數(shù)值模型，并對(duì)內(nèi)管保溫進(jìn)行了研究。 以及絕熱段寬度對(duì)傳熱性能的影響； 蔡等。 利用軟件對(duì)深埋管的多管換熱器進(jìn)行了研究，重點(diǎn)研究了多管常年傳熱特性。
在深埋管換熱器的實(shí)驗(yàn)研究方面，基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，HUANG等。 采用分布式光纖實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)對(duì)套管式深埋管常年傳熱性能進(jìn)行分析預(yù)測(cè)； 王興等。 設(shè)計(jì)了一種深埋管式換熱器的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)分析了埋管在連續(xù)和間歇運(yùn)行時(shí)的傳熱特性。
文獻(xiàn)[15-17]基于深埋管換熱器的解析模型、數(shù)值模型和實(shí)驗(yàn)方法，研究了埋管換熱特性。
基于深埋管換熱器系統(tǒng)取熱單一的特點(diǎn)，為指導(dǎo)實(shí)際工程中埋管的規(guī)范設(shè)計(jì)，合理確定埋管寬度以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，人們將更加關(guān)注埋管式換熱器過(guò)程中的巖石。 土壤氣溫響應(yīng)及埋地管道傳熱影響范圍[J]. 從目前對(duì)深埋管道的研究來(lái)看，主要集中在埋地管道的傳熱特性上。為此，本研究提出研究埋地管道周?chē)鷰r土水分場(chǎng)與埋地管徑的響應(yīng)。套管式深埋管常年傳熱過(guò)程中的管道換熱器。
學(xué)會(huì)幫助。
1 數(shù)值估計(jì)建模
1.1 數(shù)學(xué)模型
本研究探討的套管式深埋管道結(jié)構(gòu)如圖1所示，埋地管道系統(tǒng)由外到外由循環(huán)水出口、內(nèi)管、循環(huán)水進(jìn)水口、外管、膠結(jié)水泥和巖土組成。 . 當(dāng)使用地埋管換熱器時(shí)，水從外管進(jìn)入，管內(nèi)循環(huán)水與地埋管周?chē)膸r石和土壤升溫后，水從內(nèi)管出。
1.2 幾何模型
結(jié)合圖1中埋地管道的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建了深埋管道內(nèi)外傳熱與管道耦合的全尺寸數(shù)值模型。 圖2給出了模型的幾何規(guī)范和部分深度的網(wǎng)格定義示意圖。
圖 2 中模型估算域直徑 DR 為 300 m，埋管深度 D 為 2539 m。 外管采用J55石油鐵管，Φout為Φ177.8mm×9.19mm（外徑×壁厚）； 內(nèi)管為保溫鐵管，Φin為Φ114.3mm×19.15mm（外徑×壁厚）。 鉆井水泥層直徑Φce為215.9mm。 為了將鉆井垂向巖性解釋數(shù)據(jù)引入模型，模型采用分層構(gòu)建。 該模型在垂直方向上共有 52 個(gè)分層單元。 1至49層、52層分層單元長(zhǎng)度均為50m，50層、51層分層單元長(zhǎng)度分別為88m、1m。 對(duì)于不同估算區(qū)域的網(wǎng)格，采用不同的定義規(guī)范。 埋地管和埋地管近壁采用較密的網(wǎng)格，即網(wǎng)格尺寸較小。 巖土網(wǎng)格密度較高。
1.3 物理模型
在估算深埋管道流動(dòng)和管道內(nèi)外耦合傳熱時(shí)，先計(jì)算穩(wěn)態(tài)湍流，待湍流收斂后求解瞬態(tài)傳熱過(guò)程。 假設(shè)地埋管內(nèi)循環(huán)水為恒定不可壓縮流體，對(duì)于循環(huán)水在管內(nèi)的湍流和傳熱過(guò)程，有連續(xù)性方程（1）、動(dòng)量方程（2）和（3），則能量多項(xiàng)式(4)來(lái)描述。 假設(shè)埋地管及周?chē)@井水泥和巖土是固體不變的，其中的傳質(zhì)是純熱傳導(dǎo)，埋地管壁、水泥和巖土的熱傳導(dǎo)過(guò)程也可由下式計(jì)算能量多項(xiàng)式(4)描述。
式(1)-式(5)中：x為軸向坐標(biāo)，m； r為徑向坐標(biāo)，m； v 為速度，m/s； vx為軸向速度，m/s； vr為直徑方向速度，m/s； ρ為密度，kg/m3； p為壓力，Pa； μ為分子粘度，Pa·s； E為能量，J； keff為有效導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·K)； T為室溫，K； hj為物質(zhì)j的比焓，J/kg； Jj為物質(zhì)j的擴(kuò)散通量； τeff 為偏轉(zhuǎn)張量，Pa； c為潛熱，J/(kg·K)； 體積熱源，W/m3； Tref為模擬基礎(chǔ)參考體溫，值為298.15K。
.0用于模擬地埋管內(nèi)的水流和地埋管換熱器的過(guò)程。 湍流模型選擇k-，近壁采用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)，選擇二階逆風(fēng)離散方案。
1.4 模型的初始和邊界條件
對(duì)于整個(gè)模型的初始體溫，利用淺層常溫層的室溫T0和地溫梯度確定模型垂直氣溫分布的場(chǎng)函數(shù)。 結(jié)合文獻(xiàn)查閱和現(xiàn)場(chǎng)地球物理測(cè)量體溫，得到T0為15.5℃，地溫梯度為29.4℃/km。 初始條件下，埋管內(nèi)水流靜止，管內(nèi)底泥、管壁、管外鉆井水泥層的初始?xì)鉁嘏c地表巖土的初始?xì)鉁叵嗤Ｍ瑯拥纳疃取?對(duì)于模型中的層狀巖土熱物性參數(shù)，結(jié)合鉆井解釋資料進(jìn)行分層設(shè)置。 不同類(lèi)型巖土的熱物理參數(shù)參考文獻(xiàn)[20]。
模型邊界條件設(shè)置，估計(jì)域內(nèi)巖土體上表面及側(cè)面采用絕熱邊界，下表面邊界采用恒熱流邊界，取值為70.8mW/m2。 為實(shí)現(xiàn)5a中埋管換熱模擬，即5個(gè)加熱期和4個(gè)恢復(fù)期，采用TUI文件編寫(xiě)了整個(gè)埋管換熱器過(guò)程的估算程序。 估算時(shí)，各供暖期埋管質(zhì)量流量為4.88kg/s，而各恢復(fù)期埋管流量為0。
1.5 模型驗(yàn)證
研究中使用的數(shù)值建模方法在 [16] 中有詳細(xì)描述。 所建模型經(jīng)過(guò)了網(wǎng)格獨(dú)立性分析和時(shí)間步穩(wěn)定性分析，并通過(guò)了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
2、模擬工況設(shè)置
以埋深2500m的套管式深埋管換熱器系統(tǒng)為研究對(duì)象，探討了5 a內(nèi)埋管傳熱過(guò)程中埋管周?chē)鷰r土的溫度變化特征，即, 5個(gè)采暖期和4個(gè)恢復(fù)期，對(duì)埋管進(jìn)行分析。 管的傳熱影響直徑。 同時(shí)分析了不同水溫波動(dòng)限值下巖土的溫度響應(yīng)及埋管式換熱器的硬度和埋管式換熱器沖擊直徑的差異。
結(jié)合以上研究?jī)?nèi)容，本研究共設(shè)置了三種模擬工況，分別命名為GK-7、GK-12和GK-17。 條件名稱(chēng)中的數(shù)字代表進(jìn)入地埋管的水溫，單位為℃。 三種模擬工況的初始空氣溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)如圖3所示，其中埋地管段的平均質(zhì)量流量為4.88kg/s。
3 估算結(jié)果與分析
3.1 地埋管5a傳熱過(guò)程中巖土氣溫響應(yīng)
以GK-7為例，圖4為地埋管運(yùn)行5年末，即5個(gè)供暖期末和4個(gè)恢復(fù)期末的巖土溫度分布。 為清晰反映埋管周?chē)鷰r土氣溫變化情況，在估算域直徑300m的基礎(chǔ)上選取60m模型直徑范圍，以顯示巖土氣溫分布情況。
從圖 4可以看出，在每個(gè)加熱周期結(jié)束時(shí)，埋管周?chē)鷰r土溫度降到最低，表現(xiàn)為溫度等值線與初始值的偏差最大（即溫度初始值是一條水平線，見(jiàn)圖3）； 在每個(gè)恢復(fù)期結(jié)束時(shí)，埋管周?chē)鷰r土的溫度都會(huì)有一定程度的恢復(fù)，表現(xiàn)為溫度等值線與初始值的偏差減小。 并且從等值線偏離初始值的位置來(lái)看，恢復(fù)期似乎埋管周?chē)鷰r土溫度得到了一定程度的恢復(fù)，但受溫度影響較深的徑向距離隨著埋地管運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，埋地管周?chē)鷰r石和土壤的溫度升高。 正在逐漸減少。 埋管周?chē)鷰r土溫度受深影響的徑向距離為埋管換熱器的影響直徑。
3.2 不同深度巖土溫度波動(dòng)隨運(yùn)行時(shí)間的變化
為研究管徑受埋管傳熱影響，首先需要討論埋管換熱器埋設(shè)時(shí)管周?chē)鷰r石和土壤的溫度相對(duì)于初始體溫的差異。 ΔT的具體估算方法是用巖土初始溫度除以運(yùn)行某一時(shí)刻的實(shí)時(shí)人體溫度。 ΔT為正值表示巖土溫度較初始溫度有所升高。
以GK-7為例，圖5為埋管周?chē)鷰r土溫度在50、500、1000、1500、2000、2500m深度處與初始值的偏差。
從圖 5可以看出，在年循環(huán)為5a的地埋管換熱過(guò)程中，在每個(gè)供暖期開(kāi)始和前一個(gè)恢復(fù)期結(jié)束時(shí)，埋管周?chē)摩最小，且隨著每個(gè)加熱周期的長(zhǎng)度減小，ΔT逐漸減小并在加熱周期結(jié)束時(shí)達(dá)到最大值。 在每個(gè)加熱期末和下一個(gè)恢復(fù)期開(kāi)始時(shí)，埋管周?chē)鷰r土溫度變化幅度ΔT最大，隨著每個(gè)恢復(fù)期長(zhǎng)度的減小，ΔT逐漸減小，并達(dá)到最小值在恢復(fù)期結(jié)束時(shí)。 以每個(gè)加熱周期結(jié)束時(shí)的點(diǎn)為時(shí)間軸，可以看出1a中的ΔT關(guān)于時(shí)間軸近似對(duì)稱(chēng)，但時(shí)間軸兩側(cè)的ΔT一般略高。 這說(shuō)明在相同的加熱周期內(nèi)，埋管加熱時(shí)間越長(zhǎng)，埋管周?chē)鷰r土的ΔT越大，影響越大。 土壤空氣溫度可以有效恢復(fù)，但達(dá)不到原來(lái)的數(shù)值。
3.3 埋管換熱器影響直徑
對(duì)于地埋管式換熱器影響直徑的估算水的密度會(huì)隨著溫度變化嗎，首先估算傳熱過(guò)程中巖土溫度的溫度波動(dòng)（ΔT），然后確定與估算相同的溫度波動(dòng)極限埋管式換熱器的沖擊直徑。 管道周?chē)鷰r土溫度波動(dòng)ΔT對(duì)應(yīng)的徑向距離達(dá)到臨界點(diǎn)，即可得到不同水溫限值下埋地管換熱器的影響直徑。 綜合理論研究和實(shí)際工程應(yīng)用，研究中對(duì)ΔT取三個(gè)極限值，分別為0.001、0.1、0.5℃。
3.3.1 ΔT為0.001℃時(shí)埋管換熱器的影響直徑
以GK-7中50m深度巖土空氣溫度變化為例，分析了ΔT=0.001℃時(shí)埋管換熱器的影響直徑。 表 1給出了埋管周?chē)鷰r土在50 m深度時(shí)受加熱期、恢復(fù)期和埋管周?chē)鷰r土溫度影響的ΔT隨徑向距離的變化。
結(jié)合表1數(shù)據(jù)，找出5a傳熱時(shí)間內(nèi)埋管周?chē)鷰r土溫度波動(dòng)極限值ΔT=0.001℃對(duì)應(yīng)的徑向距離，即埋深50m的埋管在不同的時(shí)間點(diǎn)，鉆孔換熱器的直徑受到影響。 可以看出，對(duì)應(yīng)的徑向距離為埋管換熱器的影響直徑，各加熱回收期結(jié)束時(shí)的尺寸分別為14.76、25.69、27.69、33.70、35.70、41.71、43.71、47.72、47.72 m .
采用上述分析方法，當(dāng)ΔT=0.001℃時(shí)，可得到埋管換熱器在500、1000、1500、2000和2500m深度的影響直徑，結(jié)果如表2所示。
由表2可以看出，當(dāng)溫度波動(dòng)限值ΔT=0.001℃時(shí)，不同深度埋管換熱器的影響直徑隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減小，但減小速度逐年減慢按年。 以埋深500m的地埋管式換熱器沖擊直徑為例，每次加熱和回收期末的尺寸分別為14.76、25.69、29.70、35.70、39.71、43.71、45.71、49.72和51.72 米。 與第一個(gè)采暖期相比，第2～5個(gè)采暖期鉆孔換熱器直徑年減小率分別為101.22%、84.52%、69.90%、62.60%。 恢復(fù)期內(nèi)鉆孔換熱器受影響管徑的年減小率分別為38.96%、35.07%和31.18%。 該工況運(yùn)行5a的埋管換熱器最大沖擊直徑為57.73m。
3.3.2 ΔT為0.1℃和0.5℃時(shí)埋管換熱器的影響直徑
3.3.1節(jié)分析了溫度波動(dòng)限值ΔT=0.001℃對(duì)應(yīng)的埋管式換熱器的影響直徑。 在實(shí)際工程中，可能不需要關(guān)注這么小的溫度波動(dòng)下的傳熱影響范圍。 因此，本節(jié)分析溫度波動(dòng)極限值ΔT=0.1℃和ΔT=0.5℃時(shí)的傳熱影響直徑，以期為實(shí)際工程應(yīng)用提供參考數(shù)據(jù)。
參照3.3.1節(jié)的分析方法，表3和表4分別給出了ΔT=0.1℃和ΔT=0.5℃時(shí)不同深度、不同時(shí)間埋管換熱器的影響直徑。
由表3和表4可以看出，溫度波動(dòng)極限值ΔT越大，對(duì)應(yīng)的埋管式換熱器的沖擊直徑越小。 在不同ΔT條件下，埋管式換熱器的影響直徑具有基本相同的變化規(guī)律，即隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減小，但減小速度逐年減慢。
3.3.3 不同ΔT下鉆孔換熱器影響管徑比較
3.3.1和3.3.2節(jié)分析了巖土溫度波動(dòng)極限ΔT分別為0.001、0.1和0.5℃時(shí)鉆孔換熱器的影響直徑。 結(jié)合表2-表4數(shù)據(jù)，圖6給出了三種ΔT條件下沖擊直徑隨埋管深度D和埋管換熱器時(shí)間的變化情況，用于比較并分析了不同ΔT條件下埋管式換熱器沖擊直徑的差異。
從圖6可以看出，不同溫度波動(dòng)限值ΔT得到的埋管式換熱器影響直徑差異很大。 圖中ΔT=0.001℃和ΔT=0.5℃時(shí)，得到的鉆孔管換熱器的受影響直徑相差兩倍以上。 在實(shí)際工程應(yīng)用中，ΔT的不同選擇會(huì)導(dǎo)致不同的影響直徑。 因此，在研究埋管式換熱器的影響直徑時(shí)，需要先劃分溫度波動(dòng)極限。
對(duì)于埋管換熱器直徑隨埋管深度的變化，當(dāng)ΔT=0.001℃時(shí)，圖6所示的影響直徑隨埋管換熱器持續(xù)時(shí)間的增加近似等距減小，即也就是說(shuō)，換熱器的影響直徑與地埋管的排熱時(shí)間有關(guān)，與地埋管的埋深無(wú)顯著關(guān)系。 當(dāng)ΔT減小到0.1℃和0.5℃時(shí)，影響直徑隨著埋管換熱器運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)呈非等距減小，且深度越深，影響直徑總體上越大。 其原因是當(dāng)ΔT小到接近0時(shí)，地埋管換熱器的沖擊直徑主要受地埋管周?chē)鷰r土參數(shù)的影響，影響相差不大不同埋深下的直徑。 換熱器埋設(shè)時(shí)，整個(gè)巖土體傳熱后的空氣溫度變化ΔT隨深度的減小而減小。 因此，當(dāng)用于估算埋地?fù)Q熱器直徑的溫度波動(dòng)極限ΔT減小時(shí)，埋地管越深水的密度會(huì)隨著溫度變化嗎，某些地方需要更大的徑向距離才能達(dá)到設(shè)定的溫度波動(dòng)極限，進(jìn)而促進(jìn)埋地?fù)Q熱器直徑的傳熱效果隨著埋管深度的減小，管道整體呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。
3.3.4 不同加熱硬度下埋管換熱器的影響直徑
為分析不同取熱硬度下鉆孔換熱器的影響直徑，共設(shè)置了3個(gè)恒定進(jìn)水溫度條件，分別為7、12、17℃。 這三種工況下各加熱時(shí)段的實(shí)時(shí)傳熱硬度Q和傳熱硬度的時(shí)間平均值QT-a如圖7所示。
從圖7可以看出，進(jìn)入地埋管的水溫越低，地埋管換熱器的硬度越大。 測(cè)算5個(gè)采暖期地埋管QT-a的平均Q5T-a，GK-7、GK-12、GK-17的Q5T-a分別為260.2、233.2、206.2kW . 據(jù)測(cè)算，與進(jìn)水溫度7℃條件相比，進(jìn)水溫度12℃和17℃條件下傳熱硬度降低率分別為10.39%和20.78%。
在上述不同進(jìn)水溫度，即不同硬度的地埋管換熱器下，借助3.3.1節(jié)中埋管換熱器直徑的分析方法，表5給出了室溫三種工況的極限ΔT=0.001℃，埋深2000m時(shí)，各采暖期和恢復(fù)期末埋管換熱器的沖擊直徑。
由表5可以看出，三種進(jìn)風(fēng)溫度工況下各采暖期和恢復(fù)期埋管換熱器的影響直徑在大部分時(shí)間相差不大。 在局部供熱期和恢復(fù)期結(jié)束時(shí)，進(jìn)水溫度越大，埋管式換熱器的容積越小，埋管式換熱器的沖擊直徑越小。 GK-7與GK-17在5個(gè)供暖時(shí)段Q5T-a相差20.78%，而表5埋管換熱器直徑相差最大，僅為2.01m（7.26%）。 由此可見(jiàn)，即使降低鉆孔換熱器的硬度，鉆孔換熱器的直徑也會(huì)有一定程度的減小，但不同傳熱硬度對(duì)應(yīng)的鉆孔換熱器直徑的差異為不大。
4個(gè)推論
【摘要】：針對(duì)深埋管道地?zé)崮芾眠^(guò)程中巖石和土壤的溫度響應(yīng)以及埋管換熱器的影響直徑,構(gòu)建了深埋管道耦合管內(nèi)外傳熱全尺寸數(shù)值模型。進(jìn)行研究。 研究重點(diǎn)研究了埋地管5a傳熱過(guò)程中巖土溫度隨運(yùn)行時(shí)間的波動(dòng)，即5個(gè)加熱期和4個(gè)恢復(fù)期，分析了不同溫度波動(dòng)限值和埋地硬度下的溫度波動(dòng)情況。管式換熱器。 埋管式換熱器的直徑和差異會(huì)受到影響。 研究得出以下推論：
1）在5個(gè)加熱期和4個(gè)恢復(fù)期的地埋管換熱器估算中，同一加熱期埋管加熱時(shí)間越長(zhǎng)，埋管周?chē)鷰r土的ΔT越大，即，影響越大，在每個(gè)加熱期結(jié)束時(shí)，埋管周?chē)鷰r石和土壤的溫度降到最低； 在每個(gè)恢復(fù)期，巖土的ΔT會(huì)逐漸減小，說(shuō)明恢復(fù)期巖土的溫度可以有效恢復(fù)，但不能恢復(fù)到初始值。
2）當(dāng)巖土溫度波動(dòng)極限ΔT分別為0.001、0.1和0.5℃時(shí)，不同ΔT下地埋管換熱器沖擊直徑的變化規(guī)律基本相同，即均逐漸減小隨著運(yùn)行時(shí)間的延續(xù)，但減少的速度逐年放緩。 不同水溫波動(dòng)限度ΔT得到的地埋管換熱器的沖擊直徑差異很大。 例如，當(dāng)ΔT為0.001°C和0.5°C，埋管深度為2500m時(shí)，第五加熱期末的影響直徑分別為51.72m和23.69m，得到的埋管換熱器影響直徑為相差2倍以上。 在實(shí)際工程應(yīng)用中，不同的ΔT選擇會(huì)導(dǎo)致不同的影響直徑。 為此，在研究埋管式換熱器的影響直徑時(shí)，需要先劃分溫度波動(dòng)限值。
3）當(dāng)溫度波動(dòng)極限值ΔT足夠小接近于0時(shí)，地埋管換熱器的影響直徑主要受埋管周?chē)鷰r土參數(shù)的影響，不同埋管下的影響直徑管區(qū)別不大。 當(dāng)溫度波動(dòng)極限ΔT減小時(shí)，越深的埋管需要更大的徑向距離才能達(dá)到設(shè)定的溫度極限，則隨著埋管深度的增加，埋管傳熱效果的直徑增大。 .
4）當(dāng)埋管換熱器的硬度不同時(shí)，各供暖期和恢復(fù)期埋管換熱器受影響的管徑大部分時(shí)間相差不大。 在部分供熱期和恢復(fù)期結(jié)束時(shí)，進(jìn)水溫度越大，換熱器的硬度越小，換熱器的影響直徑也越小。 But , there is in the of heat to heat .
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