在地源热泵中,竖直地埋管式地热耦合热泵系统因地下岩土温度场稳定、能源效率高而愈来愈被广泛使用。它主要用在各类建筑的采暖空调和热水供应系统中。竖直地埋管换热器建造成本高,换热器设计过大会导致初投资浪费、运行成本高;换热器设计偏小则不能保证热泵系统稳定运行,不能满足系统吸排热量的需求,降低系统运行效率。在设计地热耦合热泵系统时,竖直地埋管换热器的设计计算十分关键。 热泵系统运行期一般为10-30年。为了设计恰当大小的竖直地埋管换热器,需要根据热泵系统运行期内逐时吸排热量计算出竖直地埋管换热器管内逐时流体温度、地下岩土逐时瞬态温度,以评估换热器的大小是否能满足热泵系统在运行期内的吸排热量需求。 竖直地埋管换热器的设计计算参数多,必须通过参数化设计才能设计出合适大小的地埋管换热器。目前大多采用g函数方法计算地埋管换热器在运行期内的管内逐时流体温度、地下岩土逐时瞬态温度。g函数及其衍生的计算方法计算速度慢,不适合竖直地埋管换热器的参数化设计。 本技术所要解决的技术问题是,针对现有技术不足,提供一种竖直地埋管换热器参数化设计的高效计算方法,保证计算结果准确可靠,极大地减少计算时间。本技术将热泵系统竖直地埋管换热器的逐时吸排热热流表示为矩形脉冲热流序列,通过引入单位矩形脉冲热流作用下地下岩土无量纲瞬态温度响应—d函数的概念,获得其积分区间为[0, ]的d函数,将钻井参数带入设计计算,保证计算结果准确可靠,极大地减少了计算时间,为竖直地埋管换热器参数化设计提供了一种高效的计算方法。