流时无限大介质中线热源温度响应的解析解。归纳得出影响这传热过程的无量纲量，并分析了地下水渗流对地热换热器中温度场的影响。分析计算的结果明适度的地下水渗流对原维温度场的影响明显。地下水渗流越大，温度场变形越显著，达到稳态的时间越短，稳态过余温度越低。　　在地热换热器诸多布置形式中竖直埋管得到了广泛或防冻液与周围固体岩土之间的换热。设置在不同场合的竖直埋管地热换热器将涉及不同的地质结构，包括各地层的结构含水量和地下水的运动等，这些都会影响到地热换热器的传热性能。因此在应用闭式回路地源热泵系统时，对地热换热器传热模型的研究就成为首要的课。个地热换热器通常都是由组若干个1型埋管组成，通常每对，型管放置在个钻孔中，再加上回填材料，与周围岩土构成个整体，1.　　在地源热泵空调系统全年运行过程中，冬季通过热泵把从地下吸收的热量升温度后对建筑供热，同时地下埋管周围介质的温度降低；夏季通过热基金项目山东省重点科技攻关项目，5，5泵把建筑物中的热量传输给大地，对建筑物降温，同时地下埋管周围的温度升。显然，这种温度的升高或降低，对当年采暧或空调季的地热换热器的传热性能有定影响。如果在年中冬季从地热换热器中抽取的热童与夏季向地热换热器输入的热量平衡，则地热换热器在数年的长时间运行后，地下的年平均温度没有变化，对地热换热器的性能没有影响。但是，在很多情况下地热换热器全年的冷热负荷是不平衡的。在这种情况下多余的热童或冷童就会在地下积累，引起地下年平均温度的变化，进而影响地热换热器的出力。这影响因素将使所需的换热器容量增加。目前国内外关于竖直1型埋管换热器的传热樽型都是基于纯导热的模型。些较复杂的模型和应用软件都对热童累积的效应做了适当的考虑13.虽然很多研究者和工程技术人员认识到地下水渗流可能对地热换热器的换热能力产生重要的影响，也提出过些定性的分析，但是由于该问铨的复杂性，至今很少到深人的理论分析，现有在其穿透的地层中或多或少地都存在着地下水的渗流。尤其是在沿海地区或地下水丰富的地区甚至有地下水的流动。地下水的渗流或流动有利于地热换热器的传热，有利于减弱或消除由于地热换热器吸放热不平衡而引起的热童累积效应，因此能够减少地热换热器的设计容量。在已知的少量文献中，84利用了，318等给出的移动线热源问对地热换热器的影响。由于地热换热器涉及的范围大，通常需要数年或更长的时间才能达到基本稳定，因此实际应用中必须讨论瞬态问。在无法求得解析解的情况下等人利用有限元法数值求解了维的渗流问，对些实际问进行了计算和比较，但未能找到较般的规律和结论。本文根据多孔介质中有渗流时的能量方程，首次解析求解得到了有均匀渗流时线热源引起的维温度响应。　　就作者所知，至今未有任何专著和文献给出过类似分析各影响因素之间的定性和定量关系。同时，与数值解相比，用解析解计算温度响应的工作量会大大减少，因此可以把得到的解析式直接结合到现有水渗流时的数学模型及线热源温度响应的解析达1数学模型及解1.1多孔介质中有渗流时的能置方程地热换热器中的传热是个复杂的非稳态的过程，所涉及的时间尺度很长，通常为数月至数年。　　该传热过程所涉及的几何条件和物理条件也很复杂。为便于分析，必须对问作必要的简化。在以下的讨论中把所涉及的地下岩土简化为个均，的多孔介质，热量的传递是由介质包括固体骨架和其中的流体的导热和孔隙中流体水的对流传热而实现的。由于涉及的流速很低，完全可以忽略流体方程为是水的体积比热；1是渗流的速度场。在观导热系数不随温度变化的条件下，得定在所研究的整个区间渗流速度均匀，且仅沿方向，记为，则上式简化为1.2移动热源问移动热源问是类经典的导热问。在分析时可以把介质看作是不动的，热源是移动的；也可以把热源着作是不动的，介质是移动的，两者没有实质上的差别。为了与渗流问作比较，这里把热源看作是不动的，介质是移动的。记定坐标为7，幻，时间为厂动坐标为7时间为。在动坐标系中温度场为，心在直角坐标系中，在动坐标中的不包括热源在内的区域中有导热微分方程如果介质的移动是平行于方向的，速度为则有7=7，2=，=+=7.作坐标变换，可得到对定坐标系的导热微分方程注意到式6有与式2相同的形式，可多孔介质中的渗流问可等同于移动热源问，只是需要对渗流的速度做定的修正用=替移动热源问中的速度！则两个问有相同的数学描述。　　对于无限大介质中的移动线热源问，在以热源为参照的坐标系中，当时间趋于无穷大时温度场趋于稳定。稳态温度场满足方程4.在经典的传热学教科书中可以找到这稳态导热问的解57，但对于非稳态问的求解要困难得多，文献中只到数值解161.　　1.3无限长线热源在均匀渗流中的温度场无限大多孔介质中有均匀渗流，折合成介质当量移动速度=介质的初始温度均匀，为无限长线热源位于2轴，从=0时刻开始以恒定的强度9，发热。由于U型埋管的深度都远远大于钻孔的直径，因而在地热换热器的模型中。型埋管通常都被简化为个线热源。如果进步忽略地面作为个边界的影响和钻孔有限深度的影响，即采用无限大介质中无限长线热源模型，则所讨论的问简化为维问。初始条件和边界条件为引进过余温度变温度场为作变量置换，上式可改写为当74，时，式9趋于有渗流的稳态问，即其中尺。4是零阶第类修正的贝塞尔函数。　　注意当4，时，式9趋于通常的线热源解其中位2是指数积分函数9.注意无渗流时线热源的解不会趋于稳定，即当，时，0引进无量纲量= 2冗件厂=肛人0=21和，=.0为无量纲过余温度；是征时间的无量纲量；尸=是热扩散的特征时间与渗流流动的特征时间之比，征渗流对热扩散的影响；=.，1矣矣1是观察点相对于线热源2计算结果及分析无渗流的线热源问的解，即式明，此时的温度响应在极坐标系中是维的，无量纲温度0.可以为单变量尸=2虹的函数。在户=，即无渗流时的温度响应。中所显的结果当时间较长虹225时，无渗流时线热源引起的温度响应在半对数坐标中趋近于直线，即时间趋于无穷时，过余温度趋于无穷大。与此成对照，当时间趋于无穷时有渗流的过余温度趋于稳有渗流的线热源模型中地下换热依靠两种途径是多孔介质骨架岩土层和孔隙中地下水的导热，是地下渗流产生的水平对流换热。式9和12明，此时的无量纲温度0可以为称，而变为维的32给出了在垂直于线热源的平面上有渗流和无渗流的情况下某时刻的等温线。由等温线，以清楚地看到由于渗流造成的原温度场的变形。　　尤洛流心，流渗流的相对大小对温度响应的影响。中的实线为定。　　余的温度减小；渗流速度越大户越大则温升的减小越显著。在线热源的下游侧C=l，渗流对过余的温度影响可分为两个不同的时段在时间较短时，由渗流带过来的热量使温升加快，即过余温度大于无渗流时的情况；随着时间的推移，由于渗流的作用使温度场渐趋于稳定，过余温度反而又低于无渗流的情况。同样地，渗流速度越大越大则以上的效应越显著。　　渗流速度越大户越大，温度场越快地达到稳定，而且稳定时的过余温度越低。　　化的规律。当1时，同圆周上各点的过余温度的差别很小，且随户值的变化较缓。当尸1时，随户值的增加，过余温度显著减小，且同圆周上不同方位不同值的点的过余温度间的差别急剧增大。　　3结论传热的新方法，即把这导热对流问转换为相应格林函数法，导得了有均匀渗流的无限大介质中线热源引起的温度响应。这解析解清晰地揭了该传热过程中各影响因数的定性定量关系，有助于从本质上把握这复杂的物理过程。得到的解析关系方法相比，所需的计算工作量不是同数量级的，因而可以在工程设计和模拟计算软件中直接调用该函数关系式。例如，根据所得到的函数关系式，利用叠加原理，可以计算在有地下水渗流的条件下地热换热器在变负荷和不连续工作条件下的温度响应；也可以计算由多个钻孔组成的地热换热器的传热问这些研究将在我们的后续论文中报道。　　在导得本文的解析解的过程中，作了些必要即忽略了地面作为边界和钻孔有限深度的影响。在我们以往研究的基础上，进步求解有地下水渗流的维问也是可以继续深人的方向。　　在以往的实际地源热泵工程中很少能考虑地下水渗流的影响，除了求解数学模型的困难以外，也存在确定地层的渗透性和地下水力梯度的困难。在求得渗流问解的基础上，还需要对实际工程地质条件进行调研，取得第手资料。因此，利用以上的理论成果针对工程问作深人的讨论也是亟待进行的工作。　　崔萍，刁乃仁，方肇洪。地源热泵间歇运行对地热换热器的影响幻。山东建筑工程学院学报，200615257.