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水平式地埋管於不同土壤中之熱交換率性能分析

為了解決太陽能 熱水器 缺點 2021的問題，作者呂康閤 這樣論述：

在面臨能源嚴重短缺的時代，為取得更多能源而不污染環境成為全世界共同研究目標，地源熱泵(Ground Source Heat Pump ,GSHP)系統是為一具有經濟效應的節能減排系統，其利用低位能源中的淺層溫能進行熱交換，可為建築持續地採暖與製冷的技術。地源熱泵中地埋管熱交換器(Ground Heat Exchanger, GHE)為其組成的核心部分，其多數使用聚乙烯管埋設在土體之中且透過輸入管內工作流體與土體進行熱能交換行為，其埋設位置與幾何會明顯地影響系統的熱交換性能。在臺灣，地源熱泵還未普及使用，因地狹人稠，能利用的空間極為有限，一般常見之水平式地埋管熱交換器缺點為初期開挖及安裝管線成

本高、需要有較大土體面積以及因埋設較淺易受地表溫度影響。本研究目的為設計出高效熱交換率及降低初始埋設和運轉成本，在與建築物基礎結構體做結合後，可望大幅減少初期埋設成本、提高可埋設面積範圍，且加深埋設深度以防熱能交換行為嚴重地受地表溫度影響。另外臺灣地下水相對高的情況下，對不同土壤在飽和及不飽和情況下的熱交換率進行討論。數值模擬中以質量守恆和能量守恆為模擬基礎，建立出地源熱泵中水平式地埋管熱交換器、土壤、管內流體與混凝土間熱-固耦合之暫態模型，目的為獲得更精確的熱交換的結果。本研究探討在結構物基礎中以及不同土壤在不飽和狀態中之熱傳導係數，分析在不同管線幾何間距、管線長度、埋設深度、季節變化以及不

同地下水位變化對熱交換率影響。