土壤冻结对地热换热器传热的影响

研究了土壤冻结对地源热泵系统中的地热换热器与其周围土壤的热交换过程的影响。探讨了土壤水分含量、斯蒂芬数、土壤初始温度 (即地温 )等对周围土壤温度分布、冻结锋面发展等的影响 ,并与不考虑土壤冻结情况作了对比分析。当考虑土壤中水分冻结时 ,由于冻结时放出大量的潜热 ,且冰的导热系数大 ,因此计算出地下埋管周围的土壤平均温度高 ,传热热阻小 ,设计的地热换热器规模可以变小 ,亦即可以减小钻孔的深度或钻孔的数量 ,从而可以减小地源热泵系统的初投资。另外也扩大了地下回路中防冻液的选择范围。当土壤含湿量大、土壤初始温度高时 ,对于系统的设计与运行是有利的。