基于饱和多孔介质热湿迁移模型,针对不同孔隙度、固体颗粒粒径的两种回填料-碎石和细砂与粘土混和物,对含水层中地埋管换热进行模拟和实验研究.结果表明,在地下水流速较高的砂砾型含水层中,热作用区域集中在来流下游;流速较低的粘土型含水层,不同回填料下的孔壁温差约24h可趋于稳定.据此,可将下游侧支管作为U型管入口以减少热响应测试期间两支管间的热短路,而采用对比实验,有利于在较短的测试时间内获得更准确的地层传热特性.无论是粘土型还是砂砾型含水层,采用孔隙度高、渗透性好的碎石进行回填,有利于钻孔内的对流换热.在饱和粘土层中,以碎石进行回填时,取热工况下单位井深换热量较细砂与粘土混和物回填提高5%～10%,排热工况下提高10%～15%.
回填料 含水层 对流换热 U型埋管换热器