水平螺旋地埋管群换热器“热短路”效应及控制机理

马培发; 张杰

doi:10.16056/j.2096-7705.2026.01.006

能源研究与管理 ›› 2026, Vol. 18 ›› Issue (1) : 48 -55. DOI: 10.16056/j.2096-7705.2026.01.006

水平螺旋地埋管群换热器“热短路”效应及控制机理

马培发, 张杰

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摘要

为提升浅层地热能利用效率，设计了一种水平螺旋地埋管群换热器系统，以成都地区为研究背景，从换热器结构、外界环境、运行模式3个方面，系统探究换热器“热短路”效应及控制机理。结果表明：管间距越小热短路越显著但土壤利用率更高，管间距越大系统稳定性越优；埋深<3 m时环境温度影响显著；土壤导热系数决定换热效率，热扩散率主导土壤热恢复，沙土热短路损失最严重；地下水渗流可促进温度场迁移，纵向、横向及竖直渗流方向换热量较无渗流工况分别提升91.6%、9.7%、62.3%；间歇运行可使热短路损失系数降低40.0%、每延米换热量提升74.4%，有效提升系统稳定性。本研究可为地源热泵管群系统优化设计提供理论支撑。